一種適合兩種焊接工藝的環(huán)保型氧化鋅壓敏電阻器用電極銀漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子材料技術(shù)領(lǐng)域，是氧化鋅壓敏電阻用環(huán)保型電極銀漿料，更具體地，涉及一種適合兩種焊接工藝的環(huán)保型氧化鋅壓敏電阻器用電極銀漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋅半導(dǎo)體陶瓷制成的壓敏電阻器由于具有制造方便、非線性系數(shù)大、響應(yīng)時間快、電壓溫度系數(shù)小、大電流和高能量承受能力等獨特性能和能起到過壓保護、抗雷擊、抑制瞬間脈沖等作用，而廣泛應(yīng)用于電力、交通、通訊、計算機、工業(yè)保護、消費類電子產(chǎn)品和軍用電子產(chǎn)品中。
[0003]氧化鋅壓敏電阻器在制造過程中需要在基體表面印刷一層銀漿，燒結(jié)后制成銀電極層，以便用鍍錫銅引線進行焊接。隨著技術(shù)的進步及廠家對銀漿管理的要求，焊接工藝由浸焊逐步改為浸焊和回流焊兩種焊接工藝，要求一種銀漿能同時滿足兩種焊接工藝。因此要求銀電極可焊性及耐焊性優(yōu)異，電極與基體間的結(jié)合力更強，耐電流沖擊性能更強。
[0004]專利CN 102768872A公開了一種壓敏電阻用無鉛環(huán)保銀漿料及其制備方法。該漿料環(huán)保無害，印刷性能優(yōu)良。專利CN 102262919A公開了一種環(huán)保型壓敏電阻器用電極銀漿及其制備方法。該漿料符合歐盟RoHS的環(huán)保要求，其性能達到使用含鉛銀漿的壓敏電阻器的要求。專利CN 102403049A公開了一種防雷型ZnO壓敏電阻用無鉛電極銀漿料及其制備方法。該漿料解決銀膜30微米以下玻璃溢出電極表面的問題，電極附著力強，可焊性優(yōu)。
[0005]但是，以上各專利都沒有指出其漿料能夠適應(yīng)浸焊和回流焊兩種焊接工藝。適應(yīng)浸焊工藝的銀漿可焊性好，但耐焊性較差，不能滿足回流焊工藝的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種環(huán)保型氧化鋅壓敏電阻器用電極銀漿及其制備方法和應(yīng)用，適用于普通型和防雷型壓敏電阻器，滿足壓敏電阻器對電性能的需求，與基體材料的附著力強，印刷性能優(yōu)異。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種電極漿料，其特征在于，由質(zhì)量百分含量如下的各原料組成:60?80%的銀粉，I?5%的金屬氧化物粉，2?5%的無鉛玻璃粉，10?37%的有機載體。
[0008]優(yōu)選地，所述銀粉為特選粒徑形狀的多種銀粉混合體，其中特選形狀包含粒徑為0.2?0.8 μ m的不定形結(jié)晶銀粉，其振實密度2?2.5g/cm3;平均粒徑為0.5?1.5 μ m的晶狀單分散銀粉，振實密度為2.6?3.5g/cm3;以上銀粉按照重量比3:2或1:1通過機械混合均勻，可以在漿料燒結(jié)過程中相互填充、交聯(lián)，達到良好可焊性的目標。
[0009]優(yōu)選地，所述金屬氧化物為Bi2O3, ZnO, N1, CuO, Cu2O, ZrO2的一種或幾種混合；
[0010]優(yōu)選地，所述無鉛玻璃粉包含以下質(zhì)量百分比成分:氧化鉍50?70wt%，二氧化娃6?15wt%，氧化硼10?15wt%，氧化鋅8?15wt%，氧化銷6?1wt %，氧化鈉I?9wt%。所述無鉛玻璃粉軟化點在350?500°C，平均粒徑0.2?2 μ m。
[0011]優(yōu)選地，所述有機載體包括以下重量百分比成分:有機樹脂5_15wt%，有機溶劑78-95wt %，表面活性劑 0.2-5wt %。
[0012]優(yōu)選地，所述的有機載體選用一般在壓敏電阻電極漿料中使用的有機載體，其樹脂成分選用丙烯酸脂、硝基纖維素、乙基纖維素等樹脂，優(yōu)選乙基纖維素；有機載體中溶劑可選用松油醇、丁基卡必醇、乙二醇苯醚、乙二醇丁醚、丁基卡必醇醋酸酯，二乙二醇辛醚等溶劑，可以單獨使用或者兩種三種混合使用；有機載體中表面活性劑可選用卵磷脂、司班、羊毛脂、迪高中的一種或幾種。
[0013]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種環(huán)保型氧化鋅壓敏電阻器用電極銀漿的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0014](I)制備無鉛玻璃粉:按照成分比例稱取原料，混合均勻于鉑坩禍，置于高溫電阻爐中進行熔煉，于1000?1350°C熔煉I?3小時，取出后水淬、粉碎、球磨、過篩，于60?80°C干燥后過篩得到無鉛玻璃粉，平均粒徑為0.2?2 μ m ;
[0015](2)制備有機載體:按照成分配比，先將有機溶劑加入不銹鋼容器中，再在攪拌下加入有機樹脂，升溫至70?100°C，樹脂完全溶解完后，降溫至40?50°C下加入表面活性劑，過濾得到有機載體；
[0016](3)制備銀漿:按照成分配比，將銀粉、金屬氧化物、無鉛玻璃粉和有機載體混合，用真空攪拌機攪拌均勻，調(diào)成糊狀，用三輥研磨機研磨至細度< 10 μπι，即得到壓敏電阻用電極銀漿。
[0017]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0018]1、電極與氧化鋅基體串聯(lián)電阻小，保證電流的有效傳輸。不同規(guī)格銀粉的復(fù)合使用，構(gòu)成致密有效的銀粉導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有效降低導(dǎo)電漿料與氧化鋅基體的界面接觸電阻，形成載流子高導(dǎo)通的界面，極大地提高了漿料的導(dǎo)電效率，獲得良好的電學(xué)導(dǎo)通。
[0019]2、電極漿料滿足浸焊和回流焊兩種焊接工藝，銀電極可焊性及耐焊性優(yōu)異，電極與基體間的結(jié)合力更強，耐電流沖擊性能更強，簡化了壓敏電阻器廠家對銀漿的管理，降低生產(chǎn)成本。
[0020]3、電極漿料燒成范圍更寬:480-650°C。不含鉛、鎘、鉻，符合歐盟RoHS及美國REACH法規(guī)的環(huán)保要求。
[0021]4、制備方法簡單、成本低、無鉛污染，對生產(chǎn)設(shè)備要求不苛刻，制得的漿料性能好，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]實施例1
[0024]步驟A:制備無鉛玻璃粉。稱取63?1:%氧化秘，8wt% 二氧化娃，1(^1:%氧化硼，1wt %氧化鋅，6wt %氧化銷，3wt %氧化鈉。用混料機將上述原料混合均勾后，裝于鉬纟甘禍，置于高溫電阻爐中進行熔煉，于1100°c熔煉I小時，取出后水淬、粉碎、球磨、過篩，于70°C干燥后過篩得到無鉛玻璃粉，平均粒徑為0.2?2 μ m ;
[0025]步驟B:制備有機載體。稱取72wt%丁基卡必醇，15wt%丁基卡必醇醋酸醋，8wt%乙基纖維素，5wt%的表面活性劑司班85。先將丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯加入不銹鋼容器中混合，再在攪拌下加入乙基纖維素，升溫至70?100°C，待樹脂完全溶解完后，降溫至40?50°C下加入表面活性劑司班85，過濾得到透明的具有良好印刷性的有機載體；
[0026]步驟C:選用導(dǎo)電銀粉。銀粉為特選粒徑形狀的多種銀粉混合體，其中特選形狀包含平均粒徑為0.3 μπι的不定形結(jié)晶銀粉，其振實密度2.lg/Cm3;平均粒徑為l.lμm的晶狀單分散銀粉，振實密度為3.0g/cm3;以上銀粉按照重量比3:2通過機械混合均勻，可以在漿料燒結(jié)過程中相互填充、交聯(lián)，達到良好可焊性的目標。
[0027]步驟D:制備電極漿料。按質(zhì)量百分比80%的銀粉，1.5%的金屬氧化物粉(金屬氧化物為Bi2O3, ZnO, N1, CuO, Cu2O, ZrO2的一種或幾種混合)，3.5%的無鉛玻璃粉，15%的有機載體配料并混合，用真空攪拌機攪拌均勻，調(diào)成糊狀，用三輥研磨機研磨至細度< 10 μπι，即得到壓敏電阻用電極銀漿。
[0028]該電極漿料為色澤均勻的深褐色膏狀物，性能優(yōu)良，燒成溫度:500-600°C。可焊性優(yōu)，耐焊性優(yōu)(浸焊3次，上錫率> 80% )，附著力彡2.0kg0
[0029]實施例2
[0030]步驟A:制備無鉛玻璃粉。稱取68?1:%氧化秘，5wt% 二氧化娃，1(^1:%氧化硼，9w