[发明专利]一种含片状氧化铝的铝基介质浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘介质浆料及厚膜电路的绝缘包封浆料技术领域，尤其涉及一种含片状氧化铝的铝基介质浆料及其制备方法。

背景技术

绝缘介质浆料主要是附着在金属基材表面，为厚膜电路与金属基材绝缘；包封介质浆料主要是包封已印刷烧结好的厚膜电路，以防止外部环境的有害影响，并起到使厚膜电路有稳定的电气性能、免受外界有害物质的侵蚀、防止机械损伤以及与其他导体之间形成绝缘层的作用。

厚膜技术是通过丝网印刷的方法把绝缘介质浆料、电阻浆料、电极浆料和包封介质浆料等材料涂制在基板上，经过高温烧结，在基板上形成粘附牢固的功能膜；目前，厚膜技术在电加热领域广泛作为大功率电热元件使用。作为大功率电热元件基板，传统的陶瓷材料已不能满足现有电发热元器件对传热和散热的要求，而且陶瓷基板的脆性大，机械加工性能差，不利于大面积印刷、切割以及安装。

另外，不锈钢基材具有机械性能好、抗冲击性能好的优势，越来越多的应用于厚膜大功率电热元件；但是，不锈钢基材密度大，不利于轻量化产品；不锈钢厚膜电路元件烧成温度高，不利于节能减排。

铝基材具有重量轻、导热性能优于不锈钢且易加工的优点，非常适合作为一种大功率厚膜电路基板使用，可扩大大功率厚膜发热的使用领域；但金属铝的热膨胀系数大，与目前常用的厚膜电子浆料不匹配，而且铝的熔点只有660℃左右，传统的高温烧结工艺不适合铝基材。因此，研制基于铝基的厚膜元件，相应的厚膜电子浆料必须符合铝基材的特点。基于铝基板的厚膜元件，首先应开发出可以直接应用于铝基的绝缘介质浆料，基于铝基厚膜电路才有应用的可能。

需进一步说明，氧化铝耐酸碱腐蚀、耐高温、耐磨损，热态性能稳定，导热性能好，电绝缘性能好；而片状的外型可以起到增加裂纹偏转和桥联作用，对提高玻璃介质层的断裂韧性有明显的效果；片状的外型同时可有效的阻断导电粒子在介质层中的扩散迁移，提升介质层的绝缘效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含片状氧化铝的铝基介质浆料，该含片状氧化铝的铝基介质浆料具有以下优点，具体为：1、低熔点玻璃的热膨胀系数大于16*10^-6m/K，可以很好的匹配铝基板；低熔点玻璃粉的熔点＜600℃，可以在铝的熔点下烧结；2、片状氧化铝粉的加入，有效地提高了介质层的耐腐蚀性能、耐氧化性能、耐热性能、导热性能、电气绝缘性能；3、该绝缘介质浆料制成绝缘介质层与金属铝基板结合力好，击穿电压高，绝缘性能良好。

本发明的另一目的在于提供一种含片状氧化铝的铝基介质浆料的制备方法，该制备方法工艺简单方便且有利于实现规模化工业生产，并能够有效地生产制备上述含片状氧化铝的铝基介质浆料。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种含片状氧化铝的铝基介质浆料，包括有以下质量份的物料，具体为：

低熔点玻璃粉 40-70%

片状氧化铝粉 0-30%（不含0）

有机载体 20-40%

着色剂 0-3%；

其中，低熔点玻璃粉由Li₂CO₃、K₂CO₃、Rb₂CO₃、ZnO、SiO₂、Bi₂O₃、B₂O₃、CaO、BaO、SrO、V₂O₅、P₂O₅、TiO₂、Sb₂O₃组成，其质量份依次为： 4-30%、0-5%、0-5%、0-25%、30-70%、0-5%、0-5%、0-1%、0-1%、0-1%，0-3%、0-3%、2-10%、0-2%。

其中，所述片状氧化铝粉的粒径值为0.5-10μm，径厚比为4:1-20:1。

其中，所述有机载体包括有松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、柠檬酸三丁酯、1,4-丁内酯、氢化蓖麻油、卵磷脂以及乙基纤维素，各物料质量份依次为：20-40%、20-40%、20-40%、1-10%、1-10%、0-3%、0-3%、2-10%。

其中，所述有机载体的粘度值为50-200Pa.s。

其中，所述着色剂为铁的氧化物、钴的氧化物、铜的氧化物、锰的氧化物、铜的氧化物、镍的氧化物中的一种或者其中至少两种所组成的混合物。