一种高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及金属化工艺技术领域，具体涉及一种高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆及其制备方法。
背景技术：
2.5g的超高速、低时延以及海量介入的特性，使得5g网络可以去支持很多新兴科技，从单一的通信领域大大拓展到很多应用领域。金属银浆在5g陶瓷介质滤波器上得到广泛应用，从5g基站的规划数量看，未来3-5年滤波器金属银浆的存量市场达到百亿。随着5g时代的到来，陶瓷滤波器拥有广阔的市场和前景。
3.陶瓷滤波器通过在陶瓷表面印刷电路并与电路板焊接实现其功能，而银具有导电能力强、热膨胀系数接近瓷坯、热稳定性好、可直接在银层上焊接金属等优点。尽管有很多机构投入浆料的研究，但是适合5g陶瓷基座的比较少。陶瓷滤波器制备的材料种类众多，本发明为钛酸镁陶瓷，要求银浆的热膨胀系数匹配好，结合力好，而且烧结后银层致密，不存在银层起皮、脱落，低附着力等问题。因此研发一种导电性能高、高附着力、表面形成致密性高及可焊性较好的5g陶瓷滤波器功能电极银浆非常有必要。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，由以下质量百分比的原料制成：导电填料75%～85%；玻璃粉1%～3.5%；无机添加剂0.5%～2%；有机载体12%～23%；所述导电填料由三种不同粒径的球状银粉组成，其中细颗粒银粉、中颗粒银粉和粗颗粒银粉重量比分别为：25%～45%、40%～60%、15%～25%。
5.所述玻璃粉以重量百分含量计，其组分包括5%～10%的sio2、35%～50%的zno、20%～30%的b2o3、1%～5%的al2o3、1%～5%的na2o、2%～5%的bao、1%～6%的cao、0.5%～7%的k2o。
6.所述无机添加剂为bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种。
7.所述有机载体的组分由80%～90%的有机溶剂和10%～20%的增稠剂组成。
8.优选的，本发明所述细颗粒银粉粒径为小于0.5μm，比表面积为20～30m2/g；所述中颗粒银粉粒径为0.5～2.0μm，比表面积为6～10m2/g；所述粗颗粒银粉粒径2.5～5μm，比表面积为1～5m2/g。
9.优选的，本发明所述玻璃粉经过球磨、筛分的平均粒径≤3μm。
10.优选的，本发明所述玻璃粉的软化温度为420～470℃。
11.优选的，本发明所述有机载体中的有机溶剂为丁基卡必醇、醋酸丁酯、松油醇、松节油、正丁醇、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种以上；增稠剂为乙基纤维素、硝化纤
维素、聚异丁烯中的一种或两种以上。
12.本发明的另一目的在于提供所述高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆的制备方法，具体包括以下步骤：（1）将用于制备玻璃粉的原料按一定的比例称取混合后置于箱式电阻炉中，随炉升温到1200～1300℃下熔炼，对熔炼得到的玻璃液进行水淬、球磨、筛分，得到符合粒径要求的玻璃粉，备用。
13.（2）按比例称取有机溶剂和增稠剂在恒温水浴锅中（优选80℃），电动搅拌直至混合物完全溶解，最后置于室温冷却，得到有机载体备用。
14.（3）按比例将银粉、玻璃粉、无机添加剂、有机载体混合，混合均匀后在三辊机上充分研磨5～15次，获得银浆细度≤5μm。
15.本发明的有益效果：（1）本发明选用的si-zn-b系玻璃粉的软化温度在420～470℃、粒度分布均匀、与陶瓷介质滤波器基体膨胀系数匹配，烧结温度低，与基体的附着力度高；通过添加bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种少量化合物，降低玻璃的软化点，抑制玻璃相对功能陶瓷本体扩散侵蚀，防止陶瓷体成分发生偏析影响器件功能，提高金属层载流能力，提升陶瓷金属化后银浆具有良好机械结合强度。
16.（2）本发明使用的导电填料是由不同粒径的银粉组成，不同粒径的银粉在烧结期间互相填充间隙，使银层更加致密，进一步的提高附着力；使用的有机载体对于其粘度、粘附性、流平性、触变性的调控均能使其满足浸涂、喷涂工艺；本发明将银粉、玻璃粉、有记载体、无机添加物按一定质量配比混合均匀、轧制后得到导电银浆，其具有合适得粘度和致密性等优点，独有的玻璃粉配方和银浆配方，使得烧结后的银层表面不会出现脱落、存在气孔、表面灰暗等问题。
附图说明
17.图1为实施例1中银浆烧结后的扫描电镜图；图2为实施例2中银浆烧结后的扫描电镜图；图3为实施例3中银浆烧结后的扫描电镜图。
具体实施方式
18.下面结合实施例对本发明进行更进一步的说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
19.实施例1本发明中高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，材料的选择为：导电填料选用的细颗粒银粉，中颗粒银粉和粗颗粒银粉重量比分别为：25%，50%，25%；其质量分数为75%。
20.玻璃粉选用的原料为10%的sio2、35%的zno、30%的b2o3、5%的al2o3、2.81%的na2o、5%的bao、6%的cao、3.53%的k2o，玻璃粉的质量分数为1.5%。
21.有机载体选用的原料为85%的有机溶剂，有机溶剂为丁基卡必醇、醋酸丁酯、松油醇、松节油、正丁醇、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种以上；15%的增稠剂，增稠剂为
乙基纤维素、硝化纤维素、聚异丁烯中的一种或两种以上。有机载体的质量分数为23%。
22.无机添加剂为bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种，其质量分数为0.5%。
23.本实施例述5g陶瓷滤波器电极银浆的制备方法，包括以下步骤：（1）将制备玻璃粉的原料按一定的质量比称取，将称量好的所有原料经初步混合后放入玛瑙研磨罐中利用球磨机研磨4h，球磨机转速为250r/min，使各组分充分混合，之后将研磨好的粉料过筛后烘干，然后将混合均匀的粉料放入洗净烘干的刚玉坩埚中，并放到箱式电阻炉中进行熔融，将熔融的玻璃液直接取出，迅速倒入去离子水中进行水淬，最后取出块状玻璃置于干燥箱中干燥8h，得到玻璃固体颗粒；将所得块状玻璃放入行星式球磨机中球磨24h，球磨机转速为250r/min，球磨后放入80℃干燥箱中恒温干燥12h，经过筛分，得到符合粒径要求的玻璃粉备用。
24.（2）按质量比称取一定的有机溶剂和增稠剂并置于烧杯中，将烧杯放入80℃的水浴锅中加热，密闭搅拌直到乙基纤维素完全溶解为止，最后置于室温冷却，密封保存，便制得所需有机载体。（3）将银粉、玻璃粉、无机添加剂、有机载体按上述质量百分比称取于研钵中，充分研磨后，采用三辊机研磨5～15次，得到银浆。
25.本实施例所述方法制备的银浆烧结在陶瓷片上的扫描电镜图如图1所示，由图可以看出虽然银层烧结致密，但是还是存在孔洞。
26.实施例2本发明中高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，材料的选择为：导电填料选用的细颗粒银粉，中颗粒银粉和粗颗粒银粉重量比分别为： 45%，40%，15%。其质量分数为80%。
27.玻璃粉选用的原料为9.7%的sio2、45.7%的zno、26.8%的b2o3、2%的al2o3、2.81%的na2o、2.83%的bao、3.02%的cao、3.53%的k2o，玻璃粉的质量分数为1.5%。
28.有机载体选用的原料为90%的有机溶剂，有机溶剂为丁基卡必醇、醋酸丁酯、松油醇、松节油、正丁醇、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种以上；10%的增稠剂，增稠剂为乙基纤维素、硝化纤维素、聚异丁烯中的一种或两种以上。有机载体的质量分数为14%。
29.无机添加剂为bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种，其质量分数为1.2%。
30.上述5g陶瓷滤波器电极银浆的制备方法，包括以下步骤：（1）将制备玻璃粉的原料按一定的质量比称取，将称量好的所有原料经初步混合后放入玛瑙研磨罐中利用球磨机研磨4h，球磨机转速为250r/min，使各组分充分混合，之后将研磨好的粉料过筛后烘干，然后将混合均匀的粉料放入洗净烘干的刚玉坩埚中，并放到箱式电阻炉中进行熔融，将熔融的玻璃液直接取出，迅速倒入去离子水中进行水淬，最后取出块状玻璃置于干燥箱中干燥8h，得到玻璃固体颗粒；将所得块状玻璃放入行星式球磨机中球磨24h，球磨机转速为250r/min，球磨后放入80℃干燥箱中恒温干燥12h，经过筛分，得到符合粒径要求的玻璃粉备用。
31.（2）按质量比称取一定的有机溶剂和增稠剂并置于烧杯中，将烧杯放入80℃的水浴锅中加热，密闭搅拌直到乙基纤维素完全溶解为止，最后置于室温冷却，密封保存，便制得所需有机载体。（3）将银粉、玻璃粉、无机添加剂、有机载体按上述质量百分比称取于研钵中，充分
研磨后，采用三辊机研磨5～15次，得到银浆。
32.本实施例所述方法制备的银浆烧结在陶瓷片上的扫描电镜图如图1所示，由图可以看出银层烧结致密，存在少量孔洞；银浆在烧结后并没有出现起皮、翘起或开裂等现象。
33.实施例3本发明中高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，材料的选择为：导电填料选用的细颗粒银粉，中颗粒银粉和粗颗粒银粉重量比分别为：30%，50%，20%；其质量分数为85%。
34.玻璃粉选用的原料为5%的sio2、50%的zno、30%的b2o3、1%的al2o3、5%的na2o、2.83%的bao、3.02%的cao、3.53%的k2o，玻璃粉的质量分数为1.5%。
35.有机载体选用的原料为80%的有机溶剂，有机溶剂为丁基卡必醇、醋酸丁酯、松油醇、松节油、正丁醇、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种以上； 20%的增稠剂，增稠剂为乙基纤维素、硝化纤维素、聚异丁烯中的一种或两种以上。有机载体的质量分数为12%。
36.无机添加剂为bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种，其质量分数为1.5%。
37.上述5g陶瓷滤波器电极银浆的制备方法，包括以下步骤：（1）将制备玻璃粉的原料按一定的质量比称取，将称量好的所有原料经初步混合后放入玛瑙研磨罐中利用球磨机研磨4h，球磨机转速为250r/min，使各组分充分混合，之后将研磨好的粉料过筛后烘干，然后将混合均匀的粉料放入洗净烘干的刚玉坩埚中，并放到箱式电阻炉中进行熔融，将熔融的玻璃液直接取出，迅速倒入去离子水中进行水淬，最后取出块状玻璃置于干燥箱中干燥8h，得到玻璃固体颗粒；将所得块状玻璃放入行星式球磨机中球磨24h，球磨机转速为250r/min，球磨后放入80℃干燥箱中恒温干燥12h，经过筛分，得到符合粒径要求的玻璃粉备用。
38.（2）按质量比称取一定的有机溶剂和增稠剂并置于烧杯中，将烧杯放入80℃的水浴锅中加热，密闭搅拌直到乙基纤维素完全溶解为止，最后置于室温冷却，密封保存，便制得所需有机载体。（3）将银粉、玻璃粉、无机添加剂、有机载体按上述质量百分比称取于研钵中，充分研磨后，采用三辊机研磨5～15次，得到银浆。
39.本实施例所述方法制备的银浆烧结在陶瓷片上的扫描电镜图如图1所示，由图可以看出烧结存在孔洞，有台阶，烧结并不是很均匀。
40.不同实施例制备的银奖，其性能如表1所示。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：导电填料75%～85%；玻璃粉1%～3.5%；无机添加剂0.5%～2%；有机载体12%～23%；所述导电填料由三种不同粒径的球状银粉组成，其中细颗粒银粉、中颗粒银粉和粗颗粒银粉重量比分别为：25%～45%、40%～60%、15%～25%；所述玻璃粉以重量百分含量计，其组分包括5%～10%的sio2、35%～50%的zno、20%～30%的b2o3、1%～5%的al2o3、1%～5%的na2o、2%～5%的bao、1%～6%的cao、0.5%～7%的k2o；所述无机添加剂为bi2o3、cuo、li2o3中的一种或几种；所述有机载体的组分由80%～90%的有机溶剂和10%～20%的增稠剂组成。2.根据权利要求1所述的高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，其特征在于：所述细颗粒银粉粒径为小于0.5μm，比表面积为20～30m2/g；所述中颗粒银粉粒径为0.5～2.0μm，比表面积为6～10m2/g；所述粗颗粒银粉粒径2.5～5μm，比表面积为1～5m2/g。3.根据权利要求1所述的高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，其特征在于：所述玻璃粉经过球磨、筛分的平均粒径≤3μm。4.根据权利要求1所述的高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，其特征在于：所述玻璃粉的软化温度为420～470℃。5.根据权利要求1所述的高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆，其特征在于：所述有机溶剂为丁基卡必醇、醋酸丁酯、松油醇、松节油、正丁醇、甲苯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种以上；所述增稠剂为乙基纤维素、硝化纤维素、聚异丁烯中的一种或两种以上。6.根据权利要求1-5中任一项所述高附着力的5g陶瓷滤波器电极银浆的制备方法，其特征在于：按如下步骤制备：（1）将用于制备玻璃粉的原料按一定的比例称取混合后置于箱式电阻炉中，随炉升温到1200～1300℃下熔炼，对熔炼得到的玻璃液进行水淬、球磨、筛分，得到符合粒径要求的玻璃粉备用；（2）按比例称取有机溶剂和增稠剂，在恒温水浴锅中，搅拌直至混合物完全溶解，最后置于室温冷却，得到有机载体备用；（3）按比例将银粉、玻璃粉、无机添加剂、有机载体混合，混合均匀后在三辊机上充分研磨直至获得银浆细度≤5μm。
技术总结
本发明公开一种高附着力的5G陶瓷滤波器电极银浆及其制备方法，所述电极银浆的质量百分比组成为：导电填料75%～85%，玻璃粉1%～3.5%,无机添加剂0.5%～2%，有机载体12%～23%，所述玻璃粉为Si-Zn-B系玻璃，该玻璃粉能有效抑制玻璃相对功能陶瓷本体扩散侵蚀，同时提升界面结合强度，降低玻璃体含量提升烧结金属层载流能力。本发明的银浆烧结后与陶瓷基体有高的附着力，银层表面较高的致密性、导电性好，使滤波器有较高的品质因数。滤波器有较高的品质因数。
技术研发人员：甘国友 刘云川 李俊鹏 王添暐 张溧蓥 余向磊 刘力 朱人龙 杜景红
受保护的技术使用者：昆明贵金属研究所
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/7/5
声明：
“高附着力的5G陶瓷滤波器电极银浆及其制备方法与流程” 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)
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编辑：中冶有色技术网
来源：昆明贵金属研究所
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2024年12月20日 ~ 22日 
