大功率厚膜电阻浆料的研究
厚膜电阻浆料的研究现状与发展趋势
厚膜电阻浆料的研究现状与发展趋势李娟;谢泉;黄晋;吴良庆;贺晓金【摘要】针对厚膜电阻浆料的研究现状,探讨厚膜电阻浆料中功能相的种类和粒度,玻璃相、有机载体的成分及含量等因素对厚膜电阻浆料的印刷性能和电性能的影响,简述了添加剂的种类对厚膜电阻的电导率等电性能的影响.因此,厚膜电阻浆料的性能参数是各因素相互作用的结果,通过改变各组分的成分、含量等,获得高性能厚膜电阻浆料配方.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)009【总页数】4页(P90-93)【关键词】厚膜电阻浆料;功能相;玻璃相;有机载体;添加剂【作者】李娟;谢泉;黄晋;吴良庆;贺晓金【作者单位】贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学大数据与信息工程学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TN452随着电子技术呈现出高频化、微型化、多维化以及高集成度的发展趋势。
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。
电子浆料作为电子元器件的基础材料，在厚膜混合集成电路中也得到了广泛使用。
厚膜电阻作为厚膜电路及混合集成电路中最重要的元器件，其发展最早，制造技术也最成熟[1]。
厚膜电阻器的电阻体是电阻浆料经丝网印刷、后续烧结等工艺，在陶瓷、玻璃或硅等基片上经过固化或烧结后形成的导电膜层[2]。
电子浆料按用途功能划分为电阻浆料、导体浆料、介质浆料等3大类[3]，其中，制备工艺最复杂、技术含量最高的是厚膜电阻浆料。
构成厚膜电阻浆料的各组分复杂，可分为功能相、玻璃相、有机载体和各种改性剂[4]。
(1)功能相。
在厚膜电阻中，功能相主要是通过分散在有机载体中的导电颗粒构成的导电通路来传导电流；(2)玻璃相。
玻璃相在烧结过程中软化熔融，浸润导电相中的导电颗粒，连接、拉紧、固定导电相粒子，并使整个膜层与基片牢固地相粘结；(3)有机载体。
厚膜电阻浆料用有机载体挥发特性研究
■
１ ５
ｌ ０
松 油 醇 的 挥 发 性最强， 丁基 卡 必 醇 醋 酸 酯 次 。 之， 柠檬 酸 三 丁 酯 最 弱 。 验 表 经 明， 由单一 溶 剂
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｖ ｌｔｌ ｏ ｔ ｓｒ ｃ： ｈ ｏａ ｉ ｆｈｅｏ ｇ ｎｃｃ ｒｉｒ ｎｔｉｋ ｆ ｍ ｅ ｉｔｎ ｅｐ ｓｅｗｒ ｔｄｅ ． ｅｄｙ ｎ ｕｖ ｆ ｅｔｉｋｆｌ ｉ ｔ ｙ ｒａ ｉ ａｒｅ ｉ ｈ ｃ ｉ ｒｓｓａ ｃ ａ ｔ ｉ ｓｕ ｉｄ Ｔ ｌ ｔ ｓ ｈ ｒ ｉｇｃ ｒ ｅｏ ｔ ｈｃ ｉ ｍ ｈ
厚膜 电阻浆 料一 般 包 含 三 部 分 ：功 能相 、粘 结相
和 有机 载 体 ，其 中有机 载 体 主 要 是 分散 功 能相 和 粘 结
１ 试验
１１ 有机 载体 制 备 ． 按配 比称取 有 机 溶剂 、增 塑 剂于 烧 杯 中 ，在 高温
相 ，使 浆 料 具有 一 定 的粘 度 适 于 丝 网 印刷 。它通 常包 含 溶剂 、增 塑 剂和 添 加 剂 （ 触 变 剂 、活 性剂 等 ） 如 。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 【 ｌ ；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 。 溶剂 的挥 发特 性 决 定 了有 机 载体 的挥 发 特性 ，而
大功率厚膜电阻浆料的研究
——一国防科学技术大学研究生院学位论文表２５主要分析测试设备设备名称生产厂家型号§２．２浆料各组分的制备及性能表征厚膜电阻浆料是由导电相、玻璃相与有机载体按一定比例均匀混合而成的满足印刷特性的粘稠状的均相体系。
本实验所用各组分除少部分从市场上购买外，绝大部分都需自己制备。
浆料各组分的制备及性能表征简介如下。
２．２．１有机载体的制备首先将主溶剂松油醇、增稠剂乙基纤维素按一定比例混合后经９０＂Ｃ水浴加热，同时机械搅拌直至乙基纤维素完全溶解，然后按比例ＤＮ．ｘ．表面活性剂、触变剂和其它添加剂，并继续加热搅拌均匀，即得有机载体。
实验装置如图２．１所示。
图２．１有机载体制备实验装置示意图国防科学技术大学研究生院学位论文列举方阻和ＴＣＲ的测试方法：１．方阻的测试图２．７所示为方阻测试图，即在基片上丝网印刷与烧成膜带宽度为ｌｍｍ，长度为１００ｍｍ的电阻轨迹，方数为１００。
测量时环境温度控制在２５～１２５。
Ｃ，将电阻测量仪两电极分别放在测试样片膜层的两个端点上，并使之接触良好。
每个试样分别在讵反两个方向的电流下各测量三次，取六次的平均值作为１００方电阻的测量值。
图２．７方阻测试的示意图方阻的测试结果按下式计算：Ｒ．：土３１００ｆ２．１）式中Ｒｓ为方阻值，Ｒ是方数为１００时厚膜电阻的电阻值。
结果取两位有效数字。
测量方阻时要测量电阻的膜厚。
２电阻温度系数的测试在基片上丝网Ｅ０届ｔＪ和烧成具有一定阻值的电阻轨迹，并在电阻的两端印刷烧成电极，在两电极上焊接一定长度的导线，作为待测样品。
将烘箱升到设定的温度，将待测样品放入烘箱，导线从烘箱的排风口引出到烘箱外。
烘箱温度稳定后，在导线的引出端连上精密电阻测试仪，实时监控电阻的变化，当电阻稳定后，开始记录。
每个温度点测量６次，取平均值。
测试温度范围为２５～１２５。
Ｃ，每２０＇Ｃ取一个温度测试点。
各温度下测量的电阻值按下式计算电阻温度系数。
ＴＣＲ：堡二墨曷（疋一五）ｆ２２、３方阻重烧变化率的计算测试每一次烧结后的方阻值，按下式计算：氏：址ｘ１００％／Ｏ６．一一＾“氏ｆ２３）式中ｅ为方阻重烧变化率，Ｒｓ。
不锈钢基厚膜PTC热敏电阻浆料的制备与性能研究_胡君遂
收稿日期：2006-07-05
基金项目：国家高技术研究发展计划(863 计划)资助项目(2004AA32G090)
作者简介：胡君遂，男，硕士，副教授， 主要从事电子信息材料的研制与开发。E-mail: hujunsui@
2
贵金属
第 28 卷
电阻的功能相多以 RuO2 与 CuO 或 CoO 固相合成， 其中 RuO2 价格很高，由此生产的厚膜热敏电阻价 格是同类传统热敏电阻的十几倍，使其推广范围受 到限制。
在基片上丝网印刷并烧制成膜厚约 18μm，膜 带宽为 1mm，长度为 100mm 的电阻轨迹，方数为 100。根据 GB/T 17473.3-1998 测试方阻[5]。TCR 的 测试范围为 25～125℃，每 25℃取一个测试点，每 个点测量 6 次取平均值。方阻的重烧变化率按下式 计算：
εn = Rsn－Rs1 ×100% ………… (1) Rs1
2007 年 5 月 第 28 卷第 2 期
贵金属 Precious Metals
May 2007 Vol. 28, No. 2
不锈钢基厚膜 PTC 热敏电阻浆料的制备与性能研究
胡君遂，唐珍兰，堵永国，张为军，杨 光
( 国防科技大学 航天与材料工程学院，湖南 长沙 410073 )
摘 要：以二氧化钌和氧化铜的混合物为功能相制备出不锈钢基厚膜 PTC 热敏电阻浆料。研究了 功能相与玻璃相的配比、功能相的粒度对厚膜电阻方阻及电阻温度系数(TCR)的影响规律。结果 表明：固定浆料中玻璃相的成分与含量(30wt%)，控制功能相中 RuO2 的比例(45.4wt%~88.9wt%) 或功能相的粒度(0.30～1.0µm)，可制得具有不同方阻(1.5~12.8Ω/□)和 TCR(2100～2900×10－6/℃) 的厚膜 PTC 热敏电阻。 关键词：金属材料；厚膜 PTC; 热敏电阻浆料; 不锈钢基板; 二氧化钌 中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1004-0676(2007)02-0001-05
BaPbO_3_Ag复合体系大功率厚膜电阻浆料的研究_银锐明
的影响
Fig. 4 The ef fect of silver cont ent on TCR of thick film resistors 图1 玻璃含量对厚膜电阻方阻的影响
银锐明, 堵永国 , 张为军, 芦玉峰
( 国防科技大学 航天与材料工程学院 , 湖南 长沙 摘 要 410073)
提出以 BaPbO3 Ag 复合体系作为功能相制备低成本 大功率厚 膜电阻浆料 的思想 , 研究 Ag 含 量、 峰
值烧结温度对厚膜电阻电性能和热稳定性的影响 , 并从导电机理方面对实验结果进行了分析讨论。 关键词 厚膜电阻 ; 方阻 ; 电阻温度系数 ; 热稳定性 中图分类号 :TG146. 36 文献标识码 : A
A4# 35 65
达不到大功 率厚 膜电阻 的要 求。由于 银的 TCR 为正 , 电 阻 率在导电材料中为 最低 , 依据复合 法则 , 将 BaPbO3 和 Ag 复 合有可能获 得低 方阻、 低 TCR 的 大 功率 厚膜 电 阻。按 表 2 实验配方制备样品 , 在峰值温 度 750 烧成。经对 样品性 能 测试后 得 Ag 含量对厚膜 电阻的 方阻、 TCR 的影响 曲线见 图 3、 4。图中显 示 , 当 Ag 含 量为 0~ 10% 时 , 厚 膜电 阻 的 TCR 急剧上升 , Ag 含量从 10% 增大到 20% ,TCR 增 长平缓 , 当 Ag 含量从 20% 增大到 30% , TCR 值由 负值急 剧增 加至 2208 10 - 6 - 1 。可判断当 Ag 含 量为 20%- 30% 间某 个数值 , TCR 可以接近甚至等于零。 峰值烧成温度对 B1# 、 B4# 样品 的方阻及 TCR 的影 响 见图 5、 6 。图中显示峰值温 度对样品的影响较大 , 在峰值 温 度大于 750 时 , 随 着峰 值温 度的上 升 , B1# 样品 的 方阻 变 大 ,TCR 向正的方向 移动。 B4# 样品 方阻 下降 , TCR 向正 的 方向移动。
厚膜NTC热敏电阻浆料-讲义
0.35 eV。結構分析表明，此時
Ni-Mn体系热敏陶瓷的主晶相 為 NiMn2O4 。 而 当 Mn3O4 含 量
進一步增至80%以上时，热敏
陶瓷的电导率σ顯著而且綫性 降低，激活能ΔE明顯變化。
（4）含锰三元体系
含 锰 三元系热 敏陶瓷主要 有 Co-Mn-Ni、 Mn-Ni-Cu、CoMn-Cu 和Mn-Ni-Fe体系等。
在球磨过程中，粉末并不是可以无限制地细化的。 在一定条件下，当球磨到一定时间之后，粉末不 再细化，维持一定的粒度。这一现象叫粉末过程
达到平衡。
粉末过程达到平衡的原因是因为两个相反的过程 在球磨过程中同时进行着：粉碎和聚合。 聚合的原因是颗粒间的范德华力、静电力和磁力 的作用，以及机械压力产生的焊合。
为了解决球磨过程中粉末的聚合问题， 降低平衡粒度，最有效的措施是在球磨介 质中引入表面活性物质，即助磨剂。如三 乙醇胺等。 常用的机械粉碎方法有：滚动球磨、振 动球磨、搅动球磨、行星式球磨和气流磨 等。
烧结温度一般在1050 ~1400℃之间进行， 升温和降温速度对热敏相的结构与性能也 有较大的影响。 因此热敏相的烧结工艺控
（2）Co-Mn体系
主晶相为具有立方尖晶石结构的MnCo2O4 ，晶格常数a = 8.268Å和四方尖晶石的CoMn2O4，晶格常数a = 5.72Å，c = 9.828 Å。Co-Mn体系热敏陶瓷的电导率σ 在10-1 ~ 10-3s/m之
间。Co-Mn体系的特点是电导率σ有适当的变化，激活能ΔE
以上结构中两种异价阳离子同时位于B位，满足电子交换条 件，因而可形成半导体陶瓷。
尖晶石型半导体陶瓷的电子交换条件： 在尖晶石型氧化物中必须有均可以变价的异价阳 离子同时存在，而且两种异价阳离子必须同时存 在于B位，才能形成半导体。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。