CN104157327B - 一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：80%~95%的金颗粒、0%~10%的无机物添加剂、1%~15%的载体，0.3~1%的助剂、以及0.5%~5%的溶剂。本发明的灌孔导电金浆具有与在高频条件下性能可靠的“CaO‑B₂O₃‑SiO₂”等体系膜带的共烧匹配性好、灌孔致密性好、导电性能优异等优点。本发明方法步骤简单，容易实现产业化。

Description

一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导电浆料及其制备方法，特别是涉及一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法。

背景技术

随着现代信息技术的飞速发展，对电子产品的小型化、便捷化、多功能、高可靠提出了需求，低温共烧陶瓷技术(Low temperature co-fired ceramic,LTCC)是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术，因其优异的电子、热机械特性已成为未来电子元件集成化、模组化的首选。LTCC低介电常数微波介质材料高频化是微波元器件发展的必然趋势，而低介电常数、低损耗是器件的设计基础，尤其在军事应用领域。

在LTCC低介电常数微波介质材料应用的过程中，大部分情况下需要灌孔导电金浆连接膜带上下两层电极。然而，现有的灌孔导电金浆与LTCC低介电常数微波介质材料在匹配上、灌孔致密性、导电性能上却不尽如人意。其中，灌孔导电金浆的示意图如图1所示，一般来说，包括膜带10，以及介于膜带之间的灌孔导电金浆20。

因此，本发明的目的是提供了一种灌孔导电金浆及其制备方法，该灌孔导电金浆需要具有与在高频条件下性能可靠的“CaO-B₂O₃-SiO₂”等体系膜带共烧匹配性好、灌孔致密性好、导电性能优异等优点。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法，其具有与在高频条件下性能可靠的“CaO-B2O3-SiO2”等体系膜带共烧匹配性好、灌孔致密性好、导电性能优异等优点。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：80％～95％的金颗粒、0％～10％的无机物添加剂、1％～15％的载体，0.3～1％的助剂、以及0.5％～5％的溶剂。

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的一种优选方案，所述金粉形貌为球状和片状中一种或两种混合；颗粒尺寸选自D50介于1～3微米之间及D90不大于5微米的金粉。

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的一种优选方案，所述无机物添加剂以重量份计，包括以下组分：0～50份的Al₂O₃、0～40份的SiO₂、0～35份的Bi₂O₃、0～45份的CaCO₃、以及0～15份的SrCaO₃。

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的一种优选方案，所述载体以质量比计，包括以下组分的混合：10～30％的特种树脂、以及90％～70％的溶剂。

进一步地，所述特种树脂选自酯类、醇酯类、及纤维素类的一种或者两种以上混合，所述溶剂选自醇类及醚类的一种或者两种混合。

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的一种优选方案，所述助剂的成分包括硅烷偶联剂。

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的一种优选方案，所述溶剂选自醇类及醚类的一种或者两种混合。

进一步地，所述醇类包括松油醇，、丁基卡必醇醋酸酯一种或者两种混合，所述醚类包括二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚醋酸酯一种或者两种以上混合。

本发明还提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，包括步骤：

步骤1)，按照比例将原料在带有冷却系统的搅拌设备中进行混合；

步骤2)，将搅拌设备中的浆料取出，在带有冷却系统研磨机上进行分散；

步骤3)，采用过滤网对分散后的浆料进行过滤以获得灌孔导电金浆；

作为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法的一种优选方案，其中：

步骤1)中，选用的混合时间为20～60分钟；

步骤2)中，所述浆料的分散细度控制在不大于5微米，浆料的粘度范围控制在100～200Kcps；

步骤3)中，采用的过滤网为325目过滤网；

如上所述，本发明提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：80％～95％的金颗粒、0％～10％的无机物添加剂、1％～15％的载体，0.3～1％的助剂、以及0.5％～5％的溶剂。本发明的灌孔导电金浆具有与在高频条件下性能可靠的“CaO-B₂O₃-SiO₂”等体系膜带的共烧匹配性好、灌孔致密性好、导电性能优异等优点。本发明方法步骤简单，容易实现产业化。

附图说明

图1显示为灌孔导电金浆与膜带共烧后形成的结构示意图。

图2显示为本发明的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法的步骤流程示意图。

元件标号说明

S11～S13 步骤1)～步骤3)

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例1

本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：80％的金颗粒、10％的无机物添加剂、5％的载体，0.5％的助剂、以及4.5％的溶剂。

作为示例，所述金颗粒选自形貌为球状，颗粒尺寸选自D50介于1～3微米之间及D90不大于5微米的金粉。

作为示例，所述无机物添加剂以重量份计，包括以下组分：25份的Al₂O₃、30份的SiO₂、10份的Bi₂O₃、25份的CaCO₃、以及10份的SrCaO₃。

作为示例，所述载体以质量比计，包括以下组分的混合：30％的特种树脂、以及70％的溶剂。进一步地，所述特种树脂选自酯类，所述溶剂选自醇类。

作为示例，所述助剂的成分为硅烷偶联剂。

作为示例，所述溶剂选自醇类，具体为松油醇。

如图2所示，本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，包括步骤：

首先，如图2所示进行步骤1)S11，按照比例将原料在带有冷却系统的搅拌设备中进行混合，在本实施例中，选用的混合时间为20～60分钟，具体为30分钟；

然后，如图2所示进行步骤2)S12，将搅拌设备中的浆料取出，在带有冷却系统研磨机上进行分散，具体地，所述浆料的分散细度控制在不大于5微米，浆料的粘度范围控制在1000～5000Kcps；

接着，如图2所示进行步骤3)S13，采用过滤网对分散后的浆料进行过滤以获得灌孔导电金浆，具体地，采用的过滤网为325目过滤网。

通过测试证明，本实施例的应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，与“CaO-B₂O₃-SiO₂”体系膜带匹配性能良好，无开裂、翘曲，灌孔后及烧结后致密性好，导电电阻小于3mΩ/sq/mil。

实施例2

本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：95％的金颗粒、1％的无机物添加剂、1％的载体，0.3％的助剂、以及2.7％的溶剂。

作为示例，所述金颗粒选自形貌为片状，颗粒尺寸选自D50介于1～3微米之间及D90不大于5微米的金粉。

作为示例，所述无机物添加剂以重量份计，包括以下组分：20份的Al₂O₃、35份的SiO₂、10份的Bi₂O₃、20份的CaCO₃、以及15份的SrCaO₃。

作为示例，所述载体以质量比计，包括以下组分的混合：10％的特种树脂、以及90％的溶剂。进一步地，所述特种树脂选自醇酯类，所述溶剂选自醚类。

作为示例，所述助剂的成分包括硅烷偶联剂。

作为示例，所述溶剂选自醚类，具体为二乙二醇丁醚。

如图2所示，本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，包括步骤：

首先，如图2所示进行步骤1)S11，按照比例将原料在带有冷却系统的搅拌设备中进行混合，在本实施例中，选用的混合时间为20～60分钟，具体为30分钟；

然后，如图2所示进行步骤2)S12，将搅拌设备中的浆料取出，在带有冷却系统研磨机上进行分散，具体地，所述浆料的分散细度控制在不大于5微米，浆料的粘度范围控制在1000～5000Kcps；

接着，如图2所示进行步骤3)S13，采用过滤网对分散后的浆料进行过滤以获得灌孔导电金浆，具体地，采用的过滤网为325目过滤网。

实施例3

本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：85％的金颗粒、5％的无机物添加剂、6％的载体，1％的助剂、以及3％的溶剂。

作为示例，所述金颗粒尺寸选自D50介于1～3微米之间及D90不大于5微米的金粉，形貌为片状50份，球状50份。

作为示例，所述无机物添加剂以重量份计，包括以下组分：40份的Al₂O₃、15份的SiO₂、35份的Bi₂O₃、5份的CaCO₃、以及5份的SrCaO₃。

作为示例，所述载体以质量比计，包括以下组分的混合：20％的特种树脂、以及80％的溶剂。进一步地，所述特种树脂为纤维素类，所述溶剂为醇类。

作为示例，所述主助的成分包括硅烷偶联剂。

作为示例，所述溶剂选自醇类，具体为松油醇。

如图2所示，本实施例提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，包括步骤：

首先，如图2所示进行步骤1)S11，按照比例将原料在带有冷却系统的搅拌设备中进行混合，在本实施例中，选用的混合时间为20～60分钟，具体为30分钟；

然后，如图2所示进行步骤2)S12，将搅拌设备中的浆料取出，在带有冷却系统研磨机上进行分散，具体地，所述浆料的分散细度控制在不大于5微米，浆料的粘度范围控制在1000～5000Kcps；

接着，如图2所示进行步骤3)S13，采用过滤网对分散后的浆料进行过滤以获得灌孔导电金浆，具体地，采用的过滤网为325目过滤网。

如上所述，本发明提供一种应用于低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆及其制备方法，所述灌孔导电金浆浆以质量比计，包括以下组分：80％～95％的金颗粒、0％～10％的无机物添加剂、1％～15％的载体，0.3～1％的助剂、以及0.5％～5％的溶剂。本发明的灌孔导电金浆具有与在高频条件下性能可靠的“CaO-B₂O₃-SiO₂”等体系膜带的共烧匹配性好、灌孔致密性好、导电性能优异等优点。本发明方法步骤简单，容易实现产业化。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于，所述灌孔导电金浆以质量比计，包括以下组分：80％～95％的金颗粒、1％～10％的无机物添加剂、1％～15％的载体，0.3～1％的助剂、以及0.5％～5％的溶剂；所述无机物添加剂以重量份计，包括以下组分：20～40份的Al2O3、15～35份的SiO2、10～35份的Bi2O3、5～45份的CaCO3、以及5～15份的SrCaO3。

2.根据权利要求1所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于：所述金颗粒形貌为球状和片状中一种或两种混合；颗粒尺寸选自D50介于1～3微米之间及D90不大于5微米的金粉。

3.根据权利要求1所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于：所述载体以质量比计，包括以下组分的混合：10～30％的特种树脂、以及90％～70％的溶剂，其中，所述特种树脂选自酯类及纤维素类的一种或者两种混合，所述溶剂选自醇类及醚类的一种或者两种混合。

4.根据权利要求1所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于：所述助剂的成分包括硅烷偶联剂。

5.根据权利要求1所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于：所述溶剂选自醇类及醚类的一种或两种。

6.根据权利要求5所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆，其特征在于：所述醇类包括松油醇、丁基卡必醇醋酸酯一种或者两种混合，所述醚类包括二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚醋酸酯一种或者两种以上混合。

7.一种如权利要求1～6任意一项所述的应用于“CaO-B2O3-SiO2”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1)，按照比例将原料在带有冷却系统的搅拌设备中进行混合；

步骤2)，将搅拌设备中的浆料取出，在带有冷却系统研磨机上进行分散；

步骤3)，采用过滤网对分散后的浆料进行过滤以获得灌孔导电金浆。

8.根据权利要求7所述的应用于“CaO-B₂O₃-SiO₂”系低温共烧陶瓷的灌孔导电金浆的制备方法，其特征在于：

步骤1)中，选用的混合时间为20～60分钟；

步骤2)中，所述浆料的分散后细度控制在不大于5微米，浆料的粘度范围控制在1000～5000Kcps；

步骤3)中，采用的过滤网为325目过滤网。