專利名稱：一種金屬NiCr功能厚膜電子漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及厚膜電子漿料制造技術(shù)和應(yīng)用方法，特別是一種金屬NiCr功能厚膜電子漿料的制造和應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
在厚膜電子漿料生產(chǎn)中，為減少那些價(jià)格昂貴而資源不多的貴金屬的使用，專利US4070517公開了一種低燒制備的含硼鎳粉；專利CN87100475B用粉末冶金法制備了“一種含硼鎳基導(dǎo)體”；在專利ZL93104472.3公開了“一種含鋁鎳基導(dǎo)體”。屬厚膜技術(shù)的專利申請98113585公開了“厚膜高溫發(fā)熱材料，專利申請03125351公開了”半導(dǎo)體厚膜發(fā)熱材料“，均不是金屬NiCr的開發(fā)。專利申請99805724公開了”包含鎳和硼的涂料組合物“，其中含鎳離子、鎢酸鉛、配合劑和硼氫還原劑；專利申請02142496公開了“導(dǎo)電糊劑”中加入Ag粉末和硼化鎳粉。上述專利都不是金屬NiCr功能的系統(tǒng)開發(fā)。
NiCr金屬有其獨(dú)特的優(yōu)良特性，如不銹鋼、耐熱鋼、特種結(jié)構(gòu)鋼、精密合金、電阻合金和電熱合金等材料，在電力、機(jī)械、化工、汽車、建材和日用五金，特別在核能、航天、航海領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但是，在金屬元素中，NiCr金屬的導(dǎo)電性能不是最好的，所以，直到目前為止，還沒有成為厚膜電子漿料制造中受到重視的首選材料。專利申請200410040647.B公開了“鎳鉻基電阻材料”和用于“厚膜鎳鉻基賤金屬電阻”的方法，其制造工藝是將Ni、Cr、B和其它輔料按配比用粉末冶金法制成電阻材料，當(dāng)其用于制造漿料時(shí)，電阻材料中的NiCr金屬配比是固定的，故電阻率和電阻溫度系數(shù)是固定的，致使厚膜電子漿料的功能調(diào)整范圍狹窄，限制了應(yīng)用，特別是電阻料燒結(jié)條件苛刻(如高真空、臨界溫度敏感)，備料周期長，制造成本高，這種單一品種的原材料制備尤其不具備經(jīng)濟(jì)性，不僅電能消耗高，還必須治理粉塵污染。
發(fā)明目的為進(jìn)一步節(jié)約貴金屬資源，提高賤金屬厚膜電子漿料的耐蝕性、實(shí)用性和應(yīng)用規(guī)模，采用原料來源可靠簡便的市售單金屬含硼材料為主元金屬，設(shè)計(jì)對(duì)加入的主元金屬和輔元金屬成分，按需要在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，研制具有導(dǎo)體功能、電阻功能和電熱功能的系列厚膜漿料組分配方，試制出一種高可靠多用途的金屬NiCr功能厚膜電子漿料。
發(fā)明的技術(shù)方案具有如下特征1.這種金屬NiCr功能厚膜電子漿料，所采用的NiCr主元金屬為分別添加的單元金屬，含硼材料與適配物的配方范圍(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如混含NiB、Ni2B＞95％的硼化物)，平均粒度0.1～10μm，10～85；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如混含CrB，Cr含量＞30％，Cr與B的化合度＞95％)，平均粒度0.1～5μm，0.5～30；(3)改性金屬Al、Cu B、Fe的一種或幾種，平均粒度0.1～10μm，0.1～35；(4)抗氧化劑B、Al，平均粒度0.1～10μm，0.1～10；
(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3、PbO、Ag2O、PdO、CaF2、ZnF2、AlF3或硼酸鋅、硼砂的一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～g；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～30；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑5～20；在以上范圍內(nèi)取各組份之和為100，其中Ni為鎳，Cr為鉻，Al為鋁，CuB為硼化銅，F(xiàn)e為鐵，B為硼，B2O3為氧化硼，PbO為氧化鉛，Ag2O為氧化銀，PdO為氧化鈀，CaF2為氟化鈣，ZnF2為氟化鋅，AlF3為氟化鋁，下同。
2.根據(jù)上述金屬NiCr功能厚膜電子漿料的配方范圍，調(diào)制出具有導(dǎo)體功能或可用作厚膜導(dǎo)體、電極、低電阻以及屏蔽涂層的厚摸電子槳料，其組分為(重量％)；(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，10～85；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，0.1～5；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～5；CuB平均粒度0.1～10μm，0.5～30；(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.3～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；Ag2O或PdO 0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～15；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑 5～20；取各組分之和為100。
3.根據(jù)上述1中金屬NiCr功能厚膜電子漿料的配方范圍，調(diào)制出具有電阻功能的厚膜電子漿料其組分為(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，10～80；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，5～30；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～5；Fe平均粒度0.1～10μm，0.1～5；CuB平均粒度0.1～10μm，0.1～5；(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.5～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.5～5.5；CaF2、ZnF2、AlF3、或硼酸鋅、硼砂之一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～30；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑 5～20；取各組分之和為100。
4.根據(jù)上述1中金屬NiCr功能厚膜電子漿料的配方范圍，調(diào)制出具有電熱功能的厚膜電子漿料其組分為(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，30～75；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，5～25；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～8；CuB平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Fe平均粒度0.1～10μm，0.1～30；
(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.5～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.5～5；CaF2、ZnF2、AlF3、或硼酸鋅、硼砂之一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～20；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑 5～20；取各組分之和為100。
5.如1、2、3、4所述的金屬NiCr功能厚膜電子漿料的燒成方法，其技術(shù)特征在于燒結(jié)工藝中的高溫區(qū)間為溫度800～1200℃，保溫時(shí)間5～40min。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)作為一種高可靠多用途的新型賤金屬電子漿料，金屬NiCr系列功能厚膜電子漿料為節(jié)約貴金屬稀缺資源，在電子工業(yè)領(lǐng)域開辟了一條新途徑。
(2)采用的NiCr金屬含硼材料為市售商品，省略了主元金屬的繁復(fù)制備，備料期短，費(fèi)用低，節(jié)能降耗。
(3)由于原材料質(zhì)量的選擇和重現(xiàn)是可以控制的，可進(jìn)一步提高該電子漿料產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的精度和重現(xiàn)性。
(4)配方中主、輔元金屬可以在一定范圍內(nèi)按需調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了金屬NiCr功能的多功能開發(fā)。
(5)具有良好的耐蝕性，制作厚膜電熱元件有獨(dú)特效果。
(6)金屬NiCr功能厚膜電子漿料無毒無害，不發(fā)生粉塵、廢氣、廢水污染。
實(shí)施例例1.配制金屬NiCr導(dǎo)體功能厚膜電子漿料100克，其中市售硼化鎳粉(混含NiB、Ni2B＝96％)，平均粒度8.5μm，54克；市售CrB粉(含量為98％)，平均粒度4.5μm，1.5克；CrB粉平均粒度9μm，18克；Al粉平均粒度10μm，3克；B2O3平均粒度6.5μm，0.5克；PbO平均粒度6.5μm，1克；Ag2O平均粒度6.5μm，1.0克；高溫粘接玻璃平均粒度5μm，8克；含乙基纖維素的有機(jī)黏合劑15克。厚膜燒成的高溫區(qū)間為1000～1100℃，保溫5～10min；成膜電阻率＜0.1Ωmm2/m。
例2.配制金屬NiCr電阻功能厚膜電子漿料100克，其中市售硼化鎳粉(混含NiB、Ni2B＝96％)，平均粒度8.5μm，45.5克；市售CrB混粉(含量為98％)，平均粒度4.5μm，11克；Al粉平均粒度9μm，5克；Fe粉平均粒度8μm，0.5克；CuB粉平均粒度9μm，0.5克；B粉平均粒度6.5μm，0.5克；CaF2平均粒度6.5μm，0.5克；B2O3平均粒度6.5μm，1克；PbO平均粒度6.5μm，1.5克；硼酸鋅平均粒度6.5μm，0.5克；高溫粘接玻璃平均粒度4.5μm，15克；含乙基纖維素的有機(jī)黏合劑18.5克。厚膜燒成的高溫區(qū)間為1100～1200℃，保溫10～20min；成膜電阻率＞50Ωmm2/m。
例3.配制金屬NiCr電熱功能厚膜電子漿料100克，其中市售硼化鎳粉(混含NiB、Ni2B＝96％)，平均粒度8.5μm，38克；市售CrB(含量為98％)，平均粒度4.5μm，10克；Al粉平均粒度9μm，5克；Fe粉平均粒度8μm，13.5克；B粉平均粒度6.5μm，0.5克；CaF2平均粒度6.5μm，0.5克；B2O3平均粒度6.5μm，1克；PbO平均粒度6.5μm，1.5克；高溫粘接玻璃平均粒度4.5μm，11克；含乙基纖維素的有機(jī)黏合劑19克。電熱膜燒成的高溫區(qū)間為1050～1150℃，保溫10～20min；成膜電阻率＞5Ωmm2/m，電阻溫度系數(shù)＞100(10-8/℃)。
權(quán)利要求
1.一種金屬NiCr功能厚膜電子漿料，其特征在于NiCr主元金屬是分別添加的單金屬含硼材料與適配物的配方范圍(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如混含NiB、Ni2B＞95％的硼化物)，平均粒度0.1～10μm，10～85；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如混含CrB，Cr含量＞30％，Cr與B的化合度＞95％)，平均粒度0.1～5μm，0.5～30；(3)改性金屬Al、CuB、Fe的一種或幾種，平均粒度0.1～10μm，0.1～35；(4)抗氧化劑B、Al，平均粒度0.1～10μm，0.1～10；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3、PbO、Ag2O、PdO、CaF2、ZnF2、AlF3或硼酸鋅、硼砂的一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～8；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～30；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑5～20；在以上范圍內(nèi)取各組份之和為100，其中Ni為鎳，Cr為鉻，Al為鋁，CuB為硼化銅，F(xiàn)e為鐵，B為硼，B2O3為氧化硼，PbO為氧化鉛，Ag2O為氧化銀，PdO為氧化鈀，CaF2為氟化鈣，ZnF2為氟化鋅，AlF3為氟化鋁，以下同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，具有導(dǎo)體功能或可用作導(dǎo)體、電極、低電阻以及屏蔽的厚膜電子槳料其特征在于其組分為(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，10～85；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，0.1～5；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～5；CuB平均粒度0.1～10μm，0.5～30；(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.3～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；Ag2O或PdO 0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～15；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑5～20；取各組分之和為100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，具有電阻功能的厚膜電子漿料其特征在于其組分為(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，10～80；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，5～30；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～5；Fe平均粒度0.1～10μm，0.1～5；CuB平均粒度0.1～10μm，0.1～5；(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.5～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.5～5.5；CaF2、ZnF2、AlF3、或硼酸鋅、硼砂之一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～30；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑 5～20；取各組分之和為100。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，具有電熱功能的厚膜電子漿料其特征在于其組分為(重量％)(1)主元單金屬Ni含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～10μm，30～75；(2)主元單金屬Cr含硼材料(如1所述)，平均粒度0.1～5μm，5～25；(3)改性金屬Al平均粒度0.1～10μm，0.1～8；CuB平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Fe平均粒度0.1～10μm，0.1～30；(4)抗氧化劑B平均粒度0.1～10μm，0.1～1；Al平均粒度0.1～10μm，1～8；(5)燒結(jié)促進(jìn)劑B2O3平均粒度0.1～6.5μm，0.5～3.5；PbO平均粒度0.1～6.5μm，0.5～5；CaF2、ZnF2、AlF3、或硼酸鋅、硼砂之一種或幾種，平均粒度0.1～6.5μm，0.1～3.5；(6)高溫粘接玻璃，平均粒度0.1～5μm，5～20；(7)含纖維素的有機(jī)黏合劑 5～20；取各組分之和為100。
5.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2和權(quán)利要求3和權(quán)利要求4，所述的厚膜電子漿料的燒成方法，其特征在于高溫區(qū)間為溫度800℃～1200℃，保溫時(shí)間5min～40min。
全文摘要
一種金屬NiCr功能厚膜電子漿料，在NiCr主元金屬是分別添加的單金屬含硼材料與其適配物的配方范圍，包括改性金屬、抗氧化劑、燒結(jié)促進(jìn)劑、高溫粘接玻璃和含纖維素的有機(jī)黏合劑，可以按組分配制導(dǎo)體功能漿料、電阻功能漿料和電熱功能漿料，可以采用本發(fā)明提供的相適用的燒成方法，提高了賤金屬厚膜電子漿料的耐蝕性，節(jié)約貴金屬，省略主元金屬制備，降耗節(jié)能無污染。
文檔編號(hào)H01B1/02GK1710668SQ20051001092
公開日2005年12月21日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者張振中 申請人:張振中