1.本发明属于电阻浆料技术领域，特别涉及一种高温电阻浆料及其制备方法与应用。
背景技术：
2.集成电路是21世纪现代电子技术发展的重要结晶，厚膜混合集成电路是集成电路的一个重要组成部分。电子浆料作为制造厚膜混合集成电路的基础材料得迅速发展，广泛应用于电子、航空航天等领域。厚膜电阻浆料是电子浆料的重要种类，根据厚膜电阻浆料的功能相成分主要分为金属类和非金属类：非金属类功能相主要为石墨和炭黑，粘结相主要为有机树脂，此类浆料制备的膜层高温环境下易氧化，使用温度一般不超过200℃；金属类功能相主要为ag、pd、钌系等，ag是导电性最好的金属材料，但ag
+
具有迁移性，使用过程电阻不稳定，使厚膜元件的使用寿命大大降低；在ag电阻浆料中掺入pd制备的pd-ag电阻浆料可以有效抑制ag
+
的迁移，但是pd-ag电阻浆料的工艺敏感度高，方阻覆盖范围小，工艺再现性差；钌系主要包括二氧化钌、钌酸盐，具有工艺适应性好、阻值稳定性高等优点，但是钌系厚膜在温度高于900℃条件下使用会发生复杂的反应，高温阻值稳定性差。以上电阻浆料由于自身性能上的缺陷难以满足在高温方面的应用需求。因此，亟需研制阻值稳定的新型高温电阻浆料。
3.此外，厚膜电阻浆料作为厚膜电阻的原材料，要求具有较宽的阻值范围，用于满足不同阻值厚膜电阻的需要。目前主要通过调控电阻浆料中导电相与玻璃相的比例实现厚膜电阻阻值的调控，此类方法配方固定后阻值即固定，如果要制备宽阻值范围的厚膜电阻，则需要重新调整浆料配方，并经历复杂的原料制备、混料、研磨、检测等工序制备出系列化的电阻浆料，耗时长、成本高、储存与使用不方便。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种阻值可调节的高温电阻浆料及其制备方法，克服背景技术中存在的不足与缺陷。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a1～95％、电阻调控浆料b1～90％、玻璃浆料1～15％；所述电阻调控浆料a由质量分数为60～85％导电陶瓷粉和15～40％有机载体组成，所述电阻调控浆料b由以下质量分数原料组成：贵金属导电相60～78.5％、bi2o
3-zno玻璃粘结相1.5～10％和有机载体15～30％，所述玻璃浆料由质量分数为70～85％玻璃相和15～30％有机载体组成。
6.优选的，上述高温电阻浆料中，所述导电陶瓷粉为锰酸锶镧、钴酸锶镧或铁酸锶镧，所述导电陶瓷粉的粒径为0.3～2μm。
7.优选的，上述高温电阻浆料中，所述贵金属为pt或pd。
8.优选的，上述高温电阻浆料中，所述bi2o
3-zno玻璃粘结相中bi2o3的质量分数为90～95％。
9.优选的，上述高温电阻浆料中，所述玻璃浆料中，玻璃相包含以下质量分数的原料：al2o35～10％、sio240～50％、cao 1～10％、bao 30～40％和tio
2 1～5％。
10.优选的，上述高温电阻浆料中，所述有机载体包括以下质量分数组分：丁基卡必醇75～85％、柠檬酸三丁酯5～15％、乙基纤维素1～5％、span-85 1～5％、1,4-丁内酯1～10％。
11.一种上述的高温电阻浆料的制备方法，包括以下步骤：
12.(1)制备有机载体；
13.(2)电阻调控浆料a的制备：将导电陶瓷粉与有机载体按照比例进行混合研磨得到电阻调控浆料a；
14.(3)电阻调控浆料b的制备：先将bi2o3和zno粉经高温熔炼、淬冷、球磨得到bi2o
3-zno玻璃粉，将bi2o
3-zno玻璃粉和贵金属粉混合制成混合粉料，将混合粉料与有机载体混合均匀并研磨，即得到电阻调控浆料b；
15.(4)玻璃浆料制备：先将玻璃相原料粉经高温熔炼、淬冷、球磨得到玻璃相粉，将玻璃相粉与有机载体混合研磨，得到玻璃浆料；
16.(5)将电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料三组分混合，得到高温电阻浆料。
17.优选的，上述高温电阻浆料的制备方法中，所述步骤(1)中，按照比例称取丁基卡必醇和柠檬酸三丁酯进行搅拌混合，然后加入乙基纤维素，加热至90～100℃保温搅拌1～2h使乙基纤维素完全溶解；然后加入span-85与1,4-丁内酯，继续在90～100℃下搅拌2～3h，得到澄清透明的均匀溶液，即为有机载体。
18.优先的，上述高温电阻浆料的制备方法中，所述步骤(3)中，高温熔炼为1300～1400℃的温度熔炼2～4h；bi2o
3-zno玻璃粉和贵金属粉混合过程在行星式重力搅拌机中混合，行星式重力搅拌机的公转速度1200～1500rpm，自转速度为公转速度的30～60％，搅拌时间30～60min；玻璃粉与导电相的混合粉料与有机载体的混合过程在三辊研磨机中进行，三辊研磨机的转速为250～450r/min，研磨混料时间为1～2h。
19.优先的，上述高温电阻浆料的制备方法中，所述步骤(5)中，电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料三组分在三辊研磨机中进行研磨，三辊研磨机的转速为250～450r/min；研磨混料时间为10～20min。
20.上述高温电阻浆料在制备电阻膜层的应用，通过丝网印刷工艺将所述的高温电阻浆料印刷于基材表面，空气中干燥、烧结，得到电阻膜层。
21.优先的，上述高温电阻浆料在制备电阻膜层的应用中，所述基板为
氧化铝陶瓷片、氧化锆陶瓷片、氧化铝涂层或氧化锆涂层；所述干燥工艺为：150～200℃下干燥15～30min，烧结工艺为：1100～1200℃下保温1～2h。
22.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
23.1.本技术的高温电阻浆料可以直接通过三种浆料不同配比混合进行阻值调节，操作简单方便，阻值调控范围广；制备的电阻器耐高温性能优异，能耐1100℃以上，在高温环境下电性能稳定；抗热冲击性强，高温热循环无裂纹不脱落，能够满足不同阻值的高温电阻器要求。
24.2.本技术的高温电阻浆料，能够应用于氧化铝、氧化锆多种基材上，制备的电阻器
与基材的附着力好，不易脱落，适用范围广。
附图说明
25.图1为本发明实施例1中制备的电阻浆料照片。
26.图2为本发明实施例1中制备的电阻膜层照片。
具体实施方式
27.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
28.实施例1
29.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a67.57％、电阻调控浆料b28.57％、玻璃浆料3.86％。
30.电阻调控浆料a由质量分数为75％钴酸锶镧粉和25％有机载体组成，钴酸锶镧粉粒径为1～2μm。
31.电阻调控浆料b由以下质量分数原料组成：pd导电相78.4％、bi2o
3-zno玻璃粘结相5％和有机载体16.6％，bi2o
3-zno玻璃粘结相原料中bi2o3的质量分数为92％、zno为8％。
32.玻璃浆料由质量分数为80％玻璃相和20％有机载体组成，玻璃相由以下质量分数的原料组成：al2o
3 7.65％、sio
2 46.6％、cao 5.25％、bao38.32％和tio
2 2.18％。
33.有机载体由以下质量分数的组分组成：丁基卡必醇79.2％，柠檬酸三丁酯10％，乙基纤维素2.8％，span-85 3％，1,4-丁内酯5％。
34.一种高温电阻浆料的制备方法，包括以下步骤：
35.(1)制备有机载体：按照配比称取丁基卡必醇和柠檬酸三丁酯放入烧杯，之后缓慢加入乙基纤维素，90℃水浴中加热搅拌2h，使乙基纤维素完全溶解；当溶液透明后，加入span-85与1,4-丁内酯，继续在90℃水浴中加热搅拌2h，得到澄清透明的均匀溶液，即为有机载体；
36.(2)电阻调控浆料a的制备：将钴酸锶镧粉与有机载体按照比例进行混合研磨，得到电阻调控浆料a；
37.(3)电阻调控浆料b的制备：玻璃原料bi2o3和zno粉混合均匀后经1400℃的温度熔炼2h，得到玻璃熔体，然后将得到的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉后与pd粉在行星式重力搅拌机中混合均匀，行星式重力搅拌机的公转速度1300rpm，自转速度为公转速度的40％，搅拌时间30min；最后与有机载体混合均匀并在三辊研磨机中进行研磨，三辊研磨机的转速为450r/min，研磨混料时间为1h，即得到电阻调控浆料b；
38.(4)玻璃浆料制备：将玻璃相原料粉混合均匀后经1400℃的温度熔炼3h，得到玻璃熔体，然后将得到的玻璃熔体倒入去离子水中进行淬冷，得到玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃相粉，将玻璃相粉与有机载体混合研磨，得到玻璃浆料；
39.(5)按照配比将电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料三组分混合，三辊研磨机中进行研磨，转速为450r/min，研磨混料时间10min，得到高温电阻浆料，如图1所示。
40.采用丝网印刷工艺将本实施例制备的高温电阻浆料印刷在氧化铝陶瓷片上，采用
250目丝网进行印刷，空气中，150℃下干燥30min，1200℃下保温2h完成烧结，得到电阻膜层。
41.制备得到的电阻膜层如图2所示，电阻膜层的方阻为83.3ω/
□
，将电阻膜层进行900℃、100h处理后的方阻为95ω/
□
，电阻膜层完整，没有开裂和脱落。1100℃处理10h后，方阻为103ω/
□
，电阻膜层无开裂脱落现象。
42.实施例2
43.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a93.2％、电阻调控浆料b1.5％、玻璃浆料5.3％。
44.电阻调控浆料a由质量分数为70％锰酸锶镧粉和30％有机载体组成，锰酸锶镧粉粒径为1～2μm。
45.电阻调控浆料b由以下质量分数原料组成：pt导电相70％、bi2o
3-zno玻璃粘结相9％和有机载体21％，bi2o
3-zno玻璃粘结相原料中bi2o3的质量分数为95％、zno为5％。
46.玻璃浆料由质量分数为80％玻璃相和20％有机载体组成，玻璃相由以下质量分数的原料组成：al2o38％、sio
2 45％、cao 4.8％、bao 40％和tio
2 2.2％。
47.有机载体由以下质量分数的组分组成：丁基卡必醇79.2％，柠檬酸三丁酯10％，乙基纤维素2.8％，span-85 3％，1,4-丁内酯5％。
48.高温电阻浆料的制备方法与实施例1相同。
49.采用丝网印刷工艺将本实施例制备的高温电阻浆料印刷在氧化锆陶瓷片上，采用250目丝网进行印刷，空气中，150℃干燥30min，1200℃保温2h完成烧结，得到电阻膜层。电阻膜层阻值为3500ω/
□
，1100℃处理10h后，方阻为4100ω/
□
。
50.实施例3
51.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a85％、电阻调控浆料b6.7％、玻璃浆料8.3％。电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料与实施例2相同。制备方法同实施例2。
52.实施例4
53.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a65.7％、电阻调控浆料b29.5％、玻璃浆料4.8％。电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料与实施例2相同。制备方法同实施例2。
54.实施例5
55.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a65.7％、电阻调控浆料b31.5％、玻璃浆料2.8％。电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料与实施例2相同。制备方法同实施例2。
56.实施例6
57.一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a46.8％、电阻调控浆料b50.12％、玻璃浆料3.08％。电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料与实施例2相同。制备方法同实施例2。
58.采用与实施例2相同方法将实施3～6的高温电阻浆料印刷在氧化锆陶瓷片上干燥烧结得到电阻膜层。电阻膜层的阻值和1100℃处理10h后方阻见表2。
59.表2实施例3～6获得的电阻膜层的方阻与1100℃处理10h后方阻
[0060][0061]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。技术特征：
1.一种高温电阻浆料，其特征在于，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料a1~95%、电阻调控浆料b1~90%、玻璃浆料1~15%；所述电阻调控浆料a由质量分数为60~85%导电陶瓷粉和15~40%有机载体组成，所述电阻调控浆料b由以下质量分数原料组成：贵金属导电相60~78.5%、bi2o
3-zno玻璃粘结相1.5~10%和有机载体15~30%，所述玻璃浆料由质量分数为70~85%玻璃相和15~30%有机载体组成。2.根据权利要求1所述的高温电阻浆料，其特征在于，所述导电陶瓷粉为锰酸锶镧、钴酸锶镧或铁酸锶镧，所述导电陶瓷粉的粒径为0.3~2μm。3.根据权利要求1所述的高温电阻浆料，其特征在于，所述贵金属为pt或pd。4.根据权利要求1所述的高温电阻浆料，其特征在于，所述bi2o
3-zno玻璃粘结相中bi2o3的质量分数为90~95%。5.根据权利要求1所述的高温电阻浆料，其特征在于，所述玻璃浆料中，玻璃相包含以下质量分数的原料：al2o35~10%、sio240~50%、cao1~10%、bao30~40%和tio21~5%。6. 根据权利要求1所述的高温电阻浆料，其特征在于，所述有机载体包括以下质量分数组分：丁基卡必醇75~85%、柠檬酸三丁酯5~15%、乙基纤维素1~5%、span-85 1~5%、1,4-丁内酯1~10%。7.一种如权利要求1~6任一项所述的高温电阻浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备有机载体；（2）电阻调控浆料a的制备：将导电陶瓷粉与有机载体按照比例进行混合研磨得到电阻调控浆料a；（3）电阻调控浆料b的制备：先将bi2o3和zno粉经高温熔炼、淬冷、球磨得到bi2o
3-zno玻璃粉，将bi2o
3-zno玻璃粉和贵金属粉混合制成混合粉料，将混合粉料与有机载体混合均匀并研磨，即得到电阻调控浆料b；（4）玻璃浆料制备：先将玻璃相原料粉经高温熔炼、淬冷、球磨得到玻璃相粉，将玻璃相粉与有机载体混合研磨，得到玻璃浆料；（5）将电阻调控浆料a、电阻调控浆料b和玻璃浆料三组分混合，得到高温电阻浆料。8.根据权利要求7所述的高温电阻浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，按照比例称取丁基卡必醇和柠檬酸三丁酯进行搅拌混合，然后加入乙基纤维素，加热至90~100℃保温搅拌1~2h使乙基纤维素完全溶解；然后加入span-85与1,4-丁内酯，继续在90~100℃下搅拌2~3h，得到澄清透明的均匀溶液，即为有机载体。9.如权利要求1~6所述的高温电阻浆料在制备电阻膜层的应用，其特征在于，通过丝网印刷工艺将所述高温电阻浆料印刷于基材表面，空气中干燥、烧结，得到电阻膜层。10.根据权利要求9所述的高温电阻浆料在制备电阻膜层的应用，其特征在于，所述基板为氧化铝陶瓷片、氧化锆陶瓷片、氧化铝涂层或氧化锆涂层；所述干燥工艺为：150~200℃下干燥15~30min，烧结工艺为：1100~1200℃下保温1~2h。
技术总结
本发明涉及电阻浆料技术领域，具体公开了一种高温电阻浆料，由以下质量分数的组分组成：电阻调控浆料A1~95%、电阻调控浆料B1~90%、玻璃浆料1~15%；所述电阻调控浆料A由质量分数为60~85%导电陶瓷粉和15~40%有机载体组成，所述电阻调控浆料B由以下质量分数原料组成：贵金属导电相60~78.5%、Bi2O
技术研发人员：刘海韬 孙逊 黄文质
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/5
声明：
“高温电阻浆料及其制备方法与应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
992
编辑：中冶有色技术网
来源：中国人民解放军国防科技大学
分享 0
举报 0
收藏 0
反对 0
点赞 0
中冶有色技术平台
2024年05月17日 ~ 19日 
换一批
