[发明专利]一种功能陶瓷用电极银浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能陶瓷用电极银浆及其制备方法，所述电极银浆由质量百分含量55～85wt％的银系混合物、0.8～1.8wt％的无铅玻璃粉、0.1～1wt％的造相化合物和13～44wt％的有机载体组成，所述制备方法的要点为将一部分有机载体与无铅玻璃粉片和造相化合物预混合成浆，经研磨机研磨分散，加入全部银系混合物，研磨直到浆料细度小于5μm，混入剩余有机载体双行星搅拌脱泡即得到一种功能陶瓷用电极银浆。本发明通过解决金属化层烧结致密性和玻璃相界面组织结构调控，最终实现功能陶瓷金属化层高载流子迁移率、强附着力、热膨胀匹配性、装配可靠性、环境稳定性和成本经济，可满足印刷、浸沾、喷涂、滴孔生产工艺要求。

技术领域

本发明涉及信息电子材料技术领域，具体涉及一种功能陶瓷用电极银浆及其制备方法。

背景技术

伴随着信息微电子整机向小型化、立体集成化快速发展，特别是我国信息化建设对高频、小体积、高能大容量新型电子元器件的需要愈益迫切。伴随5G时代的到来5G基站密集铺开，5G基站用的滤波器是基站射频核心器件，具有体积小、Q值大、插损低、稳定性好、承受功率高的特点。滤波器通过在功能陶瓷表面全覆盖银浆电极层并与电路板焊接，经过直流高压极化后就具有压电效应实现滤波功能。

银浆在功能陶瓷表面烧渗所形成的玻璃过渡层，需要将渗透控制在一定的程度，并且不能对介质层产生侵蚀改变陶瓷器件功能；同时需要保障银浆电极与陶瓷层界面的附着强度，以及器件装配工序对银浆表面可焊耐焊要求。如果玻璃过渡层过厚，将影响陶瓷界面载流子传输，同时与锡焊膏失去润湿性能，可焊性差；如果玻璃过渡层过薄，将影响耐焊性，同时器件服役稳定无法保障，对银浆材料性能提出更高要求。

本发明成果电极银浆应用工艺窗口范围宽，银浆烧结致密性高、电学性能优异，可焊性及耐焊性优，与瓷体附着强度高和瓷体热膨胀特性匹配，服役热稳定性好。

发明内容

本发明的目的着重解决金属化层烧结致密性、玻璃相界面组织结构调控，最终实现功能陶瓷金属化层高载流子迁移率、强附着力、热膨胀匹配性、装配可靠性、环境稳定性和成本经济。本发明成果可满足印刷、浸沾、喷涂、滴孔生产工艺要求。

该浆料的的组分及其质量分数为：55～85wt％的银系混合物，0.8～1.8wt％无铅玻璃粉，0.1～1wt％造相化合物，13～44wt％有机载体；将一部分有机载体与无铅玻璃粉片和造相化合物预混合成浆，经三辊研磨机研磨分散，加入全部银系混合物，研磨直到浆料细度小于5μm即可，混入剩余有机载体双行星搅拌脱泡即得到一种功能陶瓷用电极银浆。

优选的银系混合物中包括片状银粉、球状银粉或银化合物的两种或多种，各组分的质量百分数之和为100％，片状银粉的振实密度1.4～4.0g/cm³，Dmax≤10μm，烧损≤1％，比表面积0.7～1.5m²/g，球状银粉的振实密度2.6～4.7g/cm³，平均粒径0.5～3.0μm，烧损≤1％，比表面积0.8～1.6m²/g，银化合物为草酸银、磷酸银、氧化银、碳酸银、氯化银、溴化银、磷钼酸银、乙酰丙酮银的一种或者多种，银化合物热分解形成的高活性银颗粒实现快速烧结，减少片状银粉和球状银粉烧结作为“框架”引起的微观界面缺陷，同时提升电极膜层烧结后表面的平整度、致密性以及光滑度，促功能陶瓷器件综合性能提升。

优选的无铅玻璃粉的组分及其质量百分数为：CaO 22～40wt％、Bi₂O₃18～36wt％、B₂O₃ 17～28wt％、SiO₂ 5～18wt％、Al₂O₃ 2～8wt％、其它氧化物1～7wt％，各组分的质量百分数之和为100％，其它氧化物为CuO、ZnO、MgO、TiB₂、ZrB₂的一种或者多种，用于改善玻璃的软化点并改善其与功能陶瓷基底兼容性，有助优化器件Q值和插损。