电子浆料用有机载体
有机溶剂选择(电子浆料用)

电子浆料用有机载体有机载体(有时称为有机黏合剂)的功能是把金属粉和作粘合用的玻璃粉及其它固体粉末混合分散成膏状浆料,以便用丝网印刷方法将其印刷在陶瓷基片上。
根据使用情况,对有机载体有以下要求:(1)应是化学惰性物质。
载体与固体粉粒接触(包括在加热情况下)时,不能发生化学反应。
(2)能形成悬浮体。
载体与固体粉粒相接触的界面上,表面张力应小,以保证固体与液体之间很好地浸润。
液体中应有使电解质稳定的极性基团,不应有过量的凝结剂,避免浆料在长期存放时发生凝结变质。
(3)有适度的流变性。
载体与固体粉粒结合时,能提供网状结构的凝聚成份,以形成塑流型触变系统。
载体的粘度要适中,并可调节。
(4)有适度的挥发性。
载体在室温下饱和蒸气压要低。
但在一定的温度下,其中的溶剂应易挥发,在高温下能够迅速挥发,使网印的浆料不产生二次流动现象。
(5)粘结性能好。
载体能浸润陶瓷基片表面,因此其表面张力应适当,使其能牢固地粘附在基片上。
(6)其它特性。
载体应无固定沸点,在加热过程中逐步汽化、燃烧。
避免造成电阻膜上的针孔。
在一定的高温下应完全燃烧而不留灰分。
载体由溶剂(挥发成分)、增稠剂(非挥发成分又叫凝聚剂)、流动性控制剂、表面活性剂等组成,每种成分可以是一种或数种材料组成。
(一)溶剂溶剂用量占载体重量的80%以上,是比较粘稠的有机液体,能够提供极性基团,其特点是能溶解纤维素之类的增稠剂。
溶剂的沸点应高,常温下不易挥发。
一般采用松油醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、熏衣草油、大茴香油等。
1.松油醇有四种异构体,一般商品中是以α异构体为主的混合物。
它是无色粘稠液体或无色透明低熔点晶体,具有甜的紫丁香气味,溶于乙醇,微溶于水或甘油。
载体中常用的松油醇为α、β异构体类,剂等。
作为增塑剂,可使制品具有良好的柔软性,但挥发性和水抽出性较大,因而耐久性差。
表1列出松油醇的物理化学常数。
表2列出松油醇在使用前的检测指标。
电子浆料有机载体基本工艺流程

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电子浆料学习摘要

名词解释1.厚膜混合电路:简称厚膜电路或厚膜混合电路,是指通过丝网印刷、烧成等工序在基片上制作互连导线、电阻、电容、电感等,满足一定功能要求的电路单元。
由于具有体积小、功率大、性能可靠、设计灵活、成本低和性价比高等优点,厚膜电路适应了发展趋势的要求,在混合电路产业中占据80%以上的市场份额,日益凸显统治地位。
2.厚膜电子浆料分类按照用途分类可分为电阻浆料、导体浆料和介质浆料三大类按照基板种类分类可分为陶瓷基片、聚合物基片、玻璃基片和复合基片电子浆料等按照烧结温度分为高温浆料(850度)、中温浆料500~700度)和低温浆料(有机树脂配制的系列电子浆料属烘干型电阻浆料120~150度)按照用途通用型通用电子浆料工艺适应性和兼容性好,包括高性能电子浆料和片式电子浆料,广泛用于高可靠性集成电路、精密分立元器件及片式电阻元件专用型包括热敏电阻浆料、浪涌电阻浆料及大功率电子浆料等,分别用于各种热敏传感控制元件、浪涌保护电路和大功率厚膜元件。
3.各基板使用前景目前陶瓷基片电子浆料应用最为普遍,其中Al2O3陶瓷基片电阻浆料发展最早、技术成熟、用量最大。
AlN基片等新型陶瓷基片电子浆料符合厚膜电路大功率化的发展要求,应用领域不断拓展,在陶瓷基片电子浆料中占的比例越来越大。
聚合物基片、玻璃基片和复合基片电子浆料的代表分别为聚酯及聚酰亚胺基片、钠钙视窗玻璃基片和被釉金属绝缘基片电子浆料,均是随着厚膜电路应用领域不断拓宽而发展起来的新型电子浆料,分别在低、中、高温下烧成,因其各自的专业性和不可替代性,市场份额日益扩大。
4.贵金属用途:用做厚膜导体、厚膜电阻、电容器的电极、电位器、多层布线等。
5.在电子工业中厚膜和薄膜的区别:在于不同的成膜方式6.银粉的分类按照粒径分类1)纳米银粉:平均粒径<0.1μm(100nm)2)银微分:0.1μm<Dav(平均粒径) <10.0μm3)粗银粉:Dav(平均粒径)>10.0μm粉末的制备方法分类1)物理法(等离子、雾化法)2)化学法(硝酸银热分解法、液相还原)根据银粉在银导体浆料中的使用。
导电银浆有机载体的研究

导电银浆有机载体的研究摘要;研究了导电银浆用有机溶剂的挥发特性以及有机载体的粘度特性。
在20~190℃范围内,导电银浆常用松油醇、丁基卡必醇和丁基卡必醇醋酸酯溶剂的挥发特性,得到了其在一定温度下保温10min的挥发量数据,比较了不同溶剂对载体挥发特性的影响。
测试了不同转速下的有机载体的粘度特性,在实验的几个配比下总结出了粘度特性较好的有机载体配比。
关键词:有机载体;丝网印刷;挥发性;粘度导电银浆由有机载体、功能性粉体和高温下起粘结作用的低熔玻璃粉组成。
其中有机载体的作用主要是分散功能相和粘结相,使浆料具有一定的粘度适于丝网印刷。
有机载体通常包含溶剂、增稠剂、增塑剂和添加剂(如触变剂、分散剂)等。
有机载体应具有以下特点:粘度适中,保证浆料有一定的流动性,适合丝网印刷;触变性,印刷后能使浆料保持好的形态;润湿性,均匀的分散粘结相和功能相而不产生团聚和沉淀;挥发性,具有层次性而不是集中在某一温度范围以避免出现孔隙或裂痕。
有机载体的挥发特性决定了膜层的质量,而有机载体的挥发性由溶剂的挥发特性决定。
溶剂挥发太快,印刷时浆料粘度增大容易堵塞丝网;溶剂挥发太集中,烘干烧结后容易在膜层表面形成孔洞和微裂纹等缺陷;溶剂挥发太慢,丝网印刷后不易烘干导致烧结后有缺陷。
同时,载体的挥发特性也是影响浆料稳定性和存放时间的重要因素。
有机载体的粘度决定了银浆丝网印刷的性能,适中的粘度能使银浆丝网印刷之后保持所需的形状,同时对基体有较好的粘合力,能牢固地附着在基体表面。
粘度过高,导致银浆在印刷过程中达不到要求的分辨率和印刷膜的连续平滑性;粘度太小,导致银浆在印刷之后印刷膜的变形。
因此,选择适中粘度的有机载体是确保银浆具有良好丝网印刷性能的关键。
本实验室系统研究了有机载体的挥发特性和粘度特性,这些基础数据对于配制具有良好印刷适性、干燥性和稳定性的导电银浆以及银浆的烧结工艺具有十分重要的意义。
1.实验1.1纯溶剂、混合溶剂挥发性能的测定实验中选用的溶剂为:松油醇、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯,个物质沸点分别为:214~224℃,230.4℃,245℃,选用沸点不用的溶剂是为了便于调节混合溶剂的挥发快慢。
电子浆料用有机载体

电子浆料用有机载体有机载体(有时称为有机黏合剂)的功能是把金属粉和作粘合用的玻璃粉及其它固体粉末混合分散成膏状浆料,以便用丝网印刷方法将其印刷在陶瓷基片上。
根据使用情况,对有机载体有以下要求:(1)应是化学惰性物质。
载体与固体粉粒接触(包括在加热情况下)时,不能发生化学反应。
(2)能形成悬浮体。
载体与固体粉粒相接触的界面上,表面张力应小,以保证固体与液体之间很好地浸润。
液体中应有使电解质稳定的极性基团,不应有过量的凝结剂,避免浆料在长期存放时发生凝结变质。
(3)有适度的流变性。
载体与固体粉粒结合时,能提供网状结构的凝聚成份,以形成塑流型触变系统。
载体的粘度要适中,并可调节。
(4)有适度的挥发性。
载体在室温下饱和蒸气压要低。
但在一定的温度下,其中的溶剂应易挥发,在高温下能够迅速挥发,使网印的浆料不产生二次流动现象。
(5)粘结性能好。
载体能浸润陶瓷基片表面,因此其表面张力应适当,使其能牢固地粘附在基片上。
(6)其它特性。
载体应无固定沸点,在加热过程中逐步汽化、燃烧。
避免造成电阻膜上的针孔。
在一定的高温下应完全燃烧而不留灰分。
载体由溶剂(挥发成分)、增稠剂(非挥发成分又叫凝聚剂)、流动性控制剂、表面活性剂等组成,每种成分可以是一种或数种材料组成。
(一)溶剂溶剂用量占载体重量的80%以上,是比较粘稠的有机液体,能够提供极性基团,其特点是能溶解纤维素之类的增稠剂。
溶剂的沸点应高,常温下不易挥发。
一般采用松油醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、熏衣草油、大茴香油等。
1.松油醇松油醇,有四种异构体,一般商品中是以α异构体为主的混合物。
它是无色粘稠液体或无色透明低熔点晶体,具有甜的紫丁香气味,溶于乙醇,微溶于水或甘油。
载体中常用的松油醇为α、β异构体类,表1列出松油醇的物理化学常数。
表2列出松油醇在使用前的检测指标。
表l 松油醇的物理化学常数色状 比重(15℃) 旋光度 凝固点 沸点馏程 折光率 (20℃) 酒精中溶解度无色液体,室温下稠厚,具有甜紫丁香气昧或百合型香气0.936~ 0.94l 在一O °10′及+O °10′之间 所有产品在加晶种后应在2℃时结晶 214~224℃,90%在5℃内蒸出 1.4825~ 1.4850 溶于2容积及更多容积的70%洒精中 溶于4容积及更多容积的60%酒精中 溶于8容积及更多容积50%酒精中表2松油醇的检测指标比重范围,20/4℃沸点范围,214~224℃ 折光率,20℃杂质含量 水分含量O .931~0.93 95%V /V 1.4825~1.4855 用气相色谱仪检测 用卡尔费希尔滴定法 2.醋酸丁基卡必醇 , 醋酸丁基卡必醇俗称丁基卡必醇醋酸脂,其分子结构式如下:CH3COOCH3CH20CH2CH2OCH2(CH2)2CH3它是无色液体,比重为0.985(20/4℃),沸点246.80℃,凝固点一32。
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电子浆料用有机载体
有机载体(有时称为有机黏合剂)的功能是把金属粉和作粘合用的玻璃粉及其它固体粉末混合分散成膏状浆料,以便用丝网印刷方法将其印刷在陶瓷基片上。
根据使用情况,对有机载体有以下要求:
(1)应是化学惰性物质。
载体与固体粉粒接触(包括在加热情况下)时,不能发生化
学反应。
(2)能形成悬浮体。
载体与固体粉粒相接触的界面上,表面张力应小,以保证固体与
液体之间很好地浸润。
液体中应有使电解质稳定的极性基团,不应有过量的凝结剂,避免浆料在长期存放时发生凝结变质。
(3)有适度的流变性。
载体与固体粉粒结合时,能提供网状结构的凝聚成份,以形成塑流型触变系统。
载体的粘度要适中,并可调节。
(4)有适度的挥发性。
载体在室温下饱和蒸气压要低。
但在一定的温度下,其中的溶剂应易挥发,在高温下能够迅速挥发,使网印的浆料不产生二次流动现象。
(5)粘结性能好。
载体能浸润陶瓷基片表面,因此其表面张力应适当,使其能牢固地粘附在基片上。
(6)其它特性。
载体应无固定沸点,在加热过程中逐步汽化、燃烧。
避免造成电阻膜上的针孔。
在一定的高温下应完全燃烧而不留灰分。
载体由溶剂(挥发成分)、增稠剂(非挥发成分又叫凝聚剂)、流动性控制剂、表面活性剂等组成,每种成分可以是一种或数种材料组成。
(一)溶剂溶剂用量占载体重量的80%以上,是比较粘稠的有机液体,能够提供
极性基团,其特点是能溶解纤维素之类的增稠剂。
溶剂的沸点应高,常温下不易挥发。
一般采用松油醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、熏衣草油、大茴香油等。
1.松油醇松油醇,有四种异构体,一般商品中是以α异构体为主的混合物。
它是无色粘稠液体或无色透明低熔点晶体,具有甜的紫丁香气味,溶于乙醇,微溶于水或甘油。
载体中常用的松油醇为α、β异构体类,
表1列出松油醇的物理化学常数。
表2列出松油醇在使用前的检测指标。
表l 松油醇的物理化学常数
色状 比重
(15℃) 旋光度 凝固点 沸点馏程 折光率 (20℃) 酒精中溶解度
无色液体,室温下稠厚,具有甜紫丁香气昧或百合型香气
0.936~ 0.94l 在一O °10′及+O °10′之间 所有产品在加晶种后应在2℃时结晶 214~224℃,90%在5℃内蒸出 1.4825~ 1.4850 溶于2容积及更多容积
的70%洒精中 溶于4容积及更多容积的60%酒精中 溶于8容积及更多
容积50%酒精中
表2松油醇的检测指标
比重范围,20/4℃
沸点范围,214~22
4℃ 折光率,20℃
杂质含量 水分含量
O .931~0.93 95%V /V 1.4825~1.4855 用气相色谱仪检测 用卡尔费希尔滴定法 2.醋酸丁基卡必醇 , 醋酸丁基卡必醇俗称丁基卡必醇醋酸脂,其分子结构式如下:
CH3COOCH3CH20CH2CH2OCH2(CH2)2CH3
它是无色液体,比重为0.985(20/4℃),沸点246.80℃,凝固点一32。
3℃。
能与大多数有机溶剂相溶,是油类、树脂、树胶、硝化纤维素等的溶剂,也用作增塑剂。
3.柠檬酸三丁酯 柠檬酸三丁酯学名为柠檬酸三正丁酯,
它是几乎无色的油状液体,比重为1.042(25/25℃),折光率1.443(25℃),沸点(133·3Pa)为170℃,流动点一62.2℃,闪点185℃(开皿),粘度(25℃)为0.00319Pas ,不溶于水。
柠檬酸三丁酯可用作各种纤维树脂的增塑剂。
4.卵磷脂卵磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成的一种磷脂。
新鲜制品是白色腊状物。
在空气中易变成黄色或棕色。
比重1.0305(24/4℃),不溶于水(但能溶胀),
溶于乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、矿物油和脂肪酸等。
用作乳化剂、润湿剂、抗氧剂、起泡剂等.
(=)增稠剂
增稠剂的作用是提高浆料的粘稠性和塑性。
采用高分子量的有机聚合物作为增稠剂,通常为网状、链状结构,有极性较强的基团,常温下是固体粉粒状或凝聚状液体,能溶解于某
些溶剂,在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜。
高温下(300℃以上)能够热分解逸出而无残留
灰分。
常用增塑剂有乙基纤维素、硝化纤维素、聚异乙烯、聚乙烯乙醇、聚甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
1.乙基纤维素
乙基纤维素又称纤维素乙醚,呈微黄色或白色,是粒状热塑性硬粒状固体。
其分子式为
[C6H7O2(OH)3-X.(OC2H5)X]n
其中X为乙氧基取代度。
分子量约为125000。
其性质随乙氧基含量而定,比重为1.13~1.14,软化温度116~I30℃,熔化温度165~185℃。
能生成坚韧的薄膜,在低温下保持
其挠曲性。
它溶于许多溶剂,对碱和稀酸稳定。
少量的乙基纤维素溶于中性溶剂中,能产生很大的粘度。
在有机溶剂中的溶解度随乙氧基的含量而不同。
电子浆料使用的乙基纤维素,
乙氧基含量为45~46%,分子量不宜过大,否则易产生凝胶。
乙基纤维素在200℃左右开始热分解,到400℃基本分解完,到800℃才完全分解。
2.硝化纤维素
硝化纤维素是硝酸纤维素的误称,亦称纤维素硝酸酯。
呈微黄色,外观象纤维。
其分子式为
[ C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x ]n
其中x为酯化度,n为聚合度。
其性质随含氮量而定(一般含氮最为10~14%)。
含氮量高
的称为火棉,含氮量低的称为胶棉。
胶棉不溶于水,部分溶于乙醇乙醚混合液中,它能溶于卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯等溶剂。
无机酸对它有较大的破坏怍用,碱易使它皂化脱酯。
在长期照射或热作用下,即能引起分解,含氮量降低,重量减小,溶液粘度与机械强度剧烈下降等现象,同时在有机溶剂中的溶解度亦发生变化。
3.聚α一甲基苯乙烯
该材料,粘度大(22Pa·s)。
同乙基纤维素相比,具有300℃以下可以分解掉20%(乙基纤维素为10%)、400一500℃全部分解不留灰分的优点,因此能减少烧结时膜表面出现的气泡。
(三)流动性控制剂
浆料在烧结前膜层呈凝结状态,烧结初期膜层中载体受热软化、熔融,易产生二次流动,造成烧结后膜层出现裂缝,为此在浆料中加人流动性控制剂以控制二次流动;即加入一些添加剂使载体在熔融前不断升华而增加粘稠性,在电子浆料中流性控制剂的应用并不广泛,只有在要求比较高的细线厚膜导体浆料中才应用。
常用流性控制剂为糠酸、对苯二酸、硫酸铵等。
1.糠酸
糠酸又称β一呋喃羧酸,是无色晶体。
熔点为133~134℃,沸点为230~232℃。
微溶于冷水,溶于热水、乙醇和乙醚,在浆料中的用量一般为5%(重量)。
2.对苯二(甲)酸
对苯二酸为白色晶体,比重为1.510。
约在300℃升华。
能溶于碱溶液,稍溶于热乙醇,
微溶于水,不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。
可用于制造合成树脂、合成纤维和增塑剂等,在浆料中的用量一般为5% (重量)。
3.硫酸铵
硫酸铵俗称硫铵,纯品是无色斜方晶体。
分子式为(NH4)2S04,比重1.769(20/4℃)。
在封闭管中,熔点513±2℃,在敞口管中,加热至100℃时开始分解成酸式硫酸铵(NH4HS04)。
溶于水,不溶于醇。
工业品是白色或带徽黄色的小晶粒,含氮量约为20~21%o在浆料中的用量一般为5%(重量)。
(四)表面活性剂
表面活性剂用来降低载体与固体粉粒界面的表面张力,使有机载体能充分润湿固体粉粒
的表面。
一般表面活性剂为甲苯、乙醇、环己酮等材料。
(五)有机载体的制备
将增塑剂、溶剂混和并在水浴锅中加热,使增塑剂完全溶解,然后将预先溶解好的流性控制剂、稀释剂等加热搅拌均匀即得有机载体。
简单的有机载体配方(重量%)举例如下:
松油醇95%,乙基纤维素5%。
柠檬酸三丁酯97.5%,硝化纤维紊2.5%。
醋酸丁基卡必醇69.2%,乙基纤维素14.4%,糠酸6.4%,表面活性剂10%。
松油醇94.5%,乙基纤维素5%,卵磷脂0.5%。