低銀含量漿料組合物以及由其制造導(dǎo)電膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種低銀含量漿料組合物以及由其制造導(dǎo)電膜的方法。提供一種導(dǎo)電漿料組合物。所述導(dǎo)電漿料組合物包括導(dǎo)電金屬粒子、玻璃粉末、至少一種金屬氧化物粉末以及有機(jī)媒劑。所述導(dǎo)電金屬粒子包括涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一者以及未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一者。在使用時(shí)，將所述漿料沉積于指定襯底上并且在周圍空氣環(huán)境中焙燒。所述漿料組合物展現(xiàn)出與具有較高銀含量的漿料類似的電學(xué)性質(zhì)和粘著強(qiáng)度。
【專利說(shuō)明】低銀含量漿料組合物以及由其制造導(dǎo)電膜的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)主張2012年3月26日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/615，608的權(quán)益，所述專利的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明是關(guān)于低銀含量漿料組合物以及由其制造導(dǎo)電膜的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]導(dǎo)電漿料，更確切地說(shuō)是厚膜導(dǎo)電漿料，常常用于制造電子電路、被動(dòng)組件、太陽(yáng)能電池、燃料電池、傳感器等等。這些導(dǎo)電漿料的一些特定應(yīng)用是用于涂布被動(dòng)組件的部分，例如用于形成終端以及用于在電路板上印刷導(dǎo)電層或圖案。用于達(dá)成這些目的的典型的基于銀的導(dǎo)電漿料包含銀粉末和/或薄片、金屬氧化物、玻璃粉末(玻璃粒子)以及有機(jī)媒劑。這些漿料的總銀含量和總固體含量(即，無(wú)機(jī)組分)必須足夠高，以確保所得導(dǎo)電層將變得致密并且粘結(jié)或粘著于下層襯底，同時(shí)還產(chǎn)生所需的電學(xué)性質(zhì)。
[0005]然而，這些常規(guī)銀漿料常常具有較高制造成本，因?yàn)樾枰罅考冦y來(lái)達(dá)成這些漿料通常所必需的總固體含量。因此，有利的是，提供一種導(dǎo)電漿料，它在周圍空氣環(huán)境中焙燒并且具有相對(duì)低的銀含量，但是它所展現(xiàn)出的粘著和電學(xué)性質(zhì)的量級(jí)與具有高銀含量的導(dǎo)電漿料所達(dá)成的性質(zhì)類似。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例針對(duì)一種導(dǎo)電漿料組合物，它包含導(dǎo)電金屬粒子、玻璃粉末、至少一種金屬氧化物粉末以及有機(jī)媒劑。導(dǎo)電金屬粒子包括涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一種以及未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一種。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例涉及一種在被動(dòng)組件上形成終端的方法。所述方法包括以下步驟:將導(dǎo)電漿料組合物涂布于被動(dòng)組件的表面上，以及在周圍空氣環(huán)境中于400°C到900°C范圍內(nèi)的溫度下焙燒經(jīng)涂布的被動(dòng)組件。導(dǎo)電漿料組合物包含涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一種、未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一種、玻璃粉末、至少一種金屬氧化物粉末以及有機(jī)媒劑。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例涉及一種封端漿料組合物，它包含:涂有銀的銅粉末和涂有銀的銅薄片中的至少一種，用量以組合物的總重量計(jì)為15重量％到40重量％ ;未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一種，用量以組合物的總重量計(jì)為30重量％到65重量％ ;玻璃粉末，用量以組合物的總重量計(jì)為2重量％到5重量％ ；以及有機(jī)媒劑，用量以組合物的總重量計(jì)為10重量％到30重量％。漿料組合物的總銀含量以組合物的總重量計(jì)為50重量％到70重量％，并且組合物的總固體含量以組合物的總重量計(jì)為70重量％到90重量％。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例涉及一種被動(dòng)組件，它具有由漿料組合物形成的終端。漿料組合物包含導(dǎo)電金屬粒子、玻璃粉末、至少一種金屬氧化物粉末以及有機(jī)媒劑。導(dǎo)電金屬粒子包括涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一種以及未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一種。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]前述
【發(fā)明內(nèi)容】
以及以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述在結(jié)合所附圖式閱讀時(shí)將得到更好的理解。出于說(shuō)明的目的，圖式中示出當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例。然而，應(yīng)了解，裝置和方法并不限于所示出的精確布置和功用性。 [0011]在圖式中:
[0012]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的涂有30%銀的銅粉末的SEM照片；
[0013]圖1B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的涂有30%銀的銅粉末的EDX光譜掃描；
[0014]圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的涂有30%銀的銅薄片的SEM照片；
[0015]圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的涂有30%銀的銅薄片的EDX光譜掃描；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的組合物的峰值焙燒溫度為780°C的典型焙燒曲線.-^4 ，
[0017]圖4A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)53%銀含量漿料(漿料A)涂布的第一多層電容器芯片體(芯片I)上的終端的剖視圖；
[0018]圖4B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)65%銀含量漿料(漿料B)涂布的第一多層電容器芯片體(芯片I)上的終端的剖視圖；
[0019]圖5A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)53%銀含量漿料(漿料A)涂布的多層變阻器芯片體(芯片2)上的終端的剖視圖；
[0020]圖5B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)65%銀含量漿料(漿料B)涂布的多層變阻器芯片體(芯片2)上的終端的剖視圖；
[0021]圖6A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)53%銀含量漿料(漿料A)涂布的感應(yīng)器芯片體(芯片3)上的終端的剖視圖；
[0022]圖6B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)65%銀含量漿料(漿料B)涂布的感應(yīng)器芯片體(芯片3)上的終端的剖視圖；
[0023]圖7A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)53%銀含量漿料(漿料A)涂布的第二多層電容器芯片體(芯片4)上的終端的剖視圖；
[0024]圖7B為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)65%銀含量漿料(漿料B)涂布的第二多層電容器芯片體(芯片4)上的終端的剖視圖；
[0025]圖7C為圖7B中所示的第二多層電容器芯片體(芯片4)上的終端的SEM放大剖視圖；
[0026]圖7D為圖7B中所示的第二多層電容器芯片體(芯片4)上的終端的一角的SEM放大剖視圖；
[0027]圖7E為圖7B中所示的第二多層電容器芯片體(芯片4)上的終端上的鎳/錫電鍍層的SEM放大剖視圖；
[0028]圖8A為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)53%銀含量漿料(漿料A)涂布的第三多層電容器芯片體(芯片5)上的終端的剖視圖；以及[0029]圖SB為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的經(jīng)65%銀含量漿料(漿料B)涂布的第三多層芯片體(芯片5)上的終端的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的導(dǎo)電漿料組合物為一種低銀含量漿料組合物，它包含兩種基本組分:導(dǎo)電金屬粒子和有機(jī)媒劑。本發(fā)明的導(dǎo)電漿料組合物優(yōu)選地當(dāng)在周圍空氣環(huán)境中焙燒時(shí)可以用于形成制造各種組件(例如電子電路(如混合電路)和被動(dòng)組件)的導(dǎo)電層，但并不限于這些應(yīng)用。
[0031]雖然本文中列舉了各種范圍，但是應(yīng)了解，所列舉的范圍并不嚴(yán)格地限于規(guī)定的最大數(shù)值和最小數(shù)值。實(shí)際上，規(guī)定值是本
【發(fā)明者】最佳認(rèn)知的估算值并且將包括處于規(guī)定值的等效范圍內(nèi)的值。
[0032]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，低銀含量漿料組合物是用作涂布被動(dòng)組件的金屬化漿料。更確切地說(shuō)，導(dǎo)電漿料組合物優(yōu)選地適用于制造圓盤形和多層電容器、芯片電阻器、圓盤形和多層NTC以及PTC熱敏電阻器、圓盤形和多層變阻器、諧振器、多層PZT轉(zhuǎn)換器、感應(yīng)器以及多層鐵氧體磁珠。更優(yōu)選地，漿料組合物適用作電容器終端組合物。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明的低銀含量漿料組合物可以用于需要形成導(dǎo)電層或?qū)щ娔さ娜魏螒?yīng)用，例如用于形成導(dǎo)體。
[0033]現(xiàn)將更詳細(xì)地描述導(dǎo)電漿料組合物中的每一種組分。
[0034]導(dǎo)電金屬粒子充當(dāng)導(dǎo)電漿料組合物中的導(dǎo)電金屬。一種類型的導(dǎo)電粒子優(yōu)選地以經(jīng)涂布的金屬粉末、經(jīng)涂布的金屬薄片或其組合的形式存在于組合物中。經(jīng)涂布的金屬粉末的粒子形態(tài)不受任何特定限制。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)涂布的金屬粒子的形狀可以是球形、無(wú)定形或準(zhǔn)球形的。更優(yōu)選地，導(dǎo)電粒子以涂有銀的金屬粉末、涂有銀的金屬薄片或其組合的形式存在。金屬粉末/薄片優(yōu)選地選自由鋁、銅、鎳以及錫組成的群組。
[0035]更優(yōu)選地，經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片為涂有銀的銅粉末/薄片。以涂有銀的銅粉末/薄片的總重量計(jì)，涂有銀的銅粉末/薄片的銀含量?jī)?yōu)選地為10重量％到50重量％。更優(yōu)選地，以涂有銀的銅粉末/薄片的總重量計(jì)，涂有銀的銅粉末/薄片的銀含量?jī)?yōu)選地為20重量％到30重量％。最優(yōu)選地，涂有銀的銅粉末/薄片為涂有30%銀的銅粉末/薄片。也就是說(shuō)，最優(yōu)選地，以涂有銀的銅粉末/薄片的總重量計(jì)，涂有銀的銅粉末/薄片的銀含量為30重量％。
[0036]涂有30%銀的銅粉末的SEM照片和能量色散型X射線光譜學(xué)(EDX)光譜掃描分別示于圖1A和IB中。涂有30%銀的銅薄片的SEM照片和能量色散型X射線光譜學(xué)(EDX)光譜掃描分別示于圖2A和2B中。
[0037]存在于漿料組合物中的涂有銀的金屬粉末/薄片的量?jī)?yōu)選地以組合物的總重量計(jì)為10重量％到70重量％。更優(yōu)選地，存在于組合物中的涂有銀的金屬粉末/薄片的量以組合物的總重量計(jì)為15重量％到40重量％。涂有銀的金屬粉末/薄片的粒度不受任何特定限制。然而，涂有銀的金屬粉末/薄片的平均粒度優(yōu)選地為約I微米到10微米，并且更優(yōu)選地為約I微米到5微米。除非本文中另外指出，所有本文所規(guī)定的所有粒度均為d5(l粒子直徑，它是由激光衍射分析儀或通過(guò)沉降分析測(cè)定粒度的沉降粒度分析儀(sedigraph)來(lái)測(cè)量的。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員充分了解，d5(l直徑表示一半的個(gè)別粒子(以重量計(jì))小于指定直徑的尺寸。
[0038]在優(yōu)選實(shí)施例中，漿料組合物還優(yōu)選地包括呈未經(jīng)涂布的(即，純的)金屬粉末/薄片形式的導(dǎo)電粒子。存在于組合物中的未經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片粒子的量?jī)?yōu)選地以組合物的總重量計(jì)為O重量％到70重量％。更優(yōu)選地，存在于組合物中的未經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片粒子的量以組合物的總重量計(jì)為30重量％到65重量％。未經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片的粒度不受任何特定限制。然而，未經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片的平均粒度優(yōu)選地為約I微米到10微米，并且更優(yōu)選地為約I微米到5微米。這樣的粒度確保了導(dǎo)電漿料在涂覆于金屬或陶瓷襯底上時(shí)適宜的燒結(jié)行為和擴(kuò)散，以及所得導(dǎo)電層的適當(dāng)接點(diǎn)形成和電導(dǎo)率。
[0039]在優(yōu)選實(shí)施例中，未經(jīng)涂布的金屬粉末/薄片為未經(jīng)涂布的銀粉末/薄片。然而，替代銀粉末/薄片或除此以外利用其它導(dǎo)電金屬，例如銅粉末和/或銅薄片以及含有銀、銅、金、鈀和/或鉬的混合物，也在本發(fā)明的范疇內(nèi)?；蛘撸y或這些其它金屬的合金也可以用作導(dǎo)電金屬。
[0040]具體的有機(jī)媒劑或粘合劑并不是關(guān)鍵的，并且可以是所屬領(lǐng)域中已知的或有待開發(fā)用于這種類型的應(yīng)用。適宜的有機(jī)媒劑提供固體的穩(wěn)定分散、漿料沉積物的適當(dāng)粘度和觸變性、襯底和漿料固體的適當(dāng)可濕性、良好的干燥速率以及良好的焙燒性質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的有機(jī)媒劑含有樹脂和溶劑。樹脂的優(yōu)選實(shí)例為熱塑性樹脂，例如丙烯酸樹脂、松香和松香酯、烴樹脂以及聚酮。樹脂的其它優(yōu)選實(shí)例為多糖樹脂，例如乙基纖維素和乙基羥乙基纖維素。溶劑的優(yōu)選實(shí)例包括萜烴，例如α萜品醇、萜品油以及松油；伯醇，例如十二酯醇(texanol)和十三烷醇；二醇醚，例如二乙二醇正丁基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、乙二醇正丁基醚、二丙二醇甲基醚以及三丙二醇甲基醚；酯，例如二乙二醇單丁基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單丁基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯，以及二元酯；以及其組合。
[0041]漿料組合物中有機(jī)媒劑的最佳濃度取決于將漿料涂覆于襯底或被動(dòng)組件上的方法以及所用的具體有機(jī)媒劑。優(yōu)選地，存在于導(dǎo)電漿料組合物中的有機(jī)媒劑(即，溶劑和樹脂)的量以組合物的總重量計(jì)為10重量％到30重量％。更優(yōu)選地，存在于導(dǎo)電漿料組合物中的有機(jī)媒劑的量以組合物的總重量計(jì)為15重量％到25重量％。
[0042]在優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電漿料組合物包括玻璃粉末(玻璃粒子)。玻璃粉末充當(dāng)導(dǎo)電漿料組合物中的無(wú)機(jī)粘合劑并且在焙燒期間起到傳輸介質(zhì)的作用以便將導(dǎo)電金屬(例如銀)沉積于襯底上。玻璃系統(tǒng)對(duì)于控制銀沉積于襯底上的尺寸和深度而言是重要的。玻璃的具體類型并不是關(guān)鍵的，只要玻璃可以賦予漿料組合物所需性質(zhì)即可。優(yōu)選地，所用玻璃的類型為可以經(jīng)受300°C到900°C的工作或焙燒溫度的類型。更優(yōu)選地，所用玻璃的類型為可以經(jīng)受300°C到800°C的工作或焙燒溫度的類型。玻璃還可以是基于鉛的玻璃或無(wú)鉛玻璃。優(yōu)選的基于鉛的玻璃的一個(gè)實(shí)例為硼硅酸鉛。優(yōu)選的無(wú)鉛玻璃的實(shí)例包括硼硅酸鉍和硼硅酸鋅。應(yīng)了解，其它基于鉛的玻璃和無(wú)鉛玻璃也適用。玻璃粉末的粒度優(yōu)選地為約I微米到約10微米，并且更優(yōu)選地為約I微米到約5微米。優(yōu)選地，組合物中所含的玻璃粉末的量以漿料組合物的總重量計(jì)為O重量％到10重量％，并且更優(yōu)選地為2重量％到5重量％。這些量為組合物提供適當(dāng)?shù)恼持鴱?qiáng)度和燒結(jié)性質(zhì)。漿料組合物中包括添加劑也在本發(fā)明的范疇內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，可能需要在導(dǎo)電漿料組合物中包括單獨(dú)或組合形式的流變/粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、分散劑和/或其它常用添加劑。流變/粘度調(diào)節(jié)劑的優(yōu)選實(shí)例包括濕潤(rùn)劑和分散劑以及觸變劑。許多這類添加劑在所屬領(lǐng)域中為熟知的。存在于導(dǎo)電漿料組合物中的添加劑的量?jī)?yōu)選地以組合物的總重量計(jì)為O重量％到10重量％。更優(yōu)選地，存在于導(dǎo)電漿料組合物中的添加劑的量以組合物的總重量計(jì)為0.5重量％到2重量％。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，如果包括這些添加劑的話，那么這些添加劑的量可取決于導(dǎo)電漿料的所需性質(zhì)，通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
[0043]在優(yōu)選實(shí)施例中，組合物還包括金屬氧化物粉末。金屬氧化物粉末的優(yōu)選實(shí)例包括(但不限于)Si02、Al2O3' Bi2O3' B2O3> Cu。、Cu2O, MnO2, SnO2, Zn。、ZrO2 以及其組合。存在于導(dǎo)電漿料組合物中的金屬氧化物粉末的量?jī)?yōu)選地以組合物的總重量計(jì)為10重量％或更少。更優(yōu)選地，存在于導(dǎo)電漿料組合物中的金屬氧化物粉末的量以組合物的總重量計(jì)為I重量％到10重量％。最優(yōu)選地，存在于導(dǎo)電漿料組合物中的金屬氧化物粉末的量以組合物的總重量計(jì)為I重量％到5重量％。
[0044]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，低銀含量漿料組合物的每一種個(gè)別物質(zhì)的相對(duì)比例和比率是由漿料組合物的預(yù)定最終用途決定的。優(yōu)選地，漿料組合物的總銀含量以漿料組合物的總重量計(jì)為35重量％到70重量％。更優(yōu)選地，漿料組合物的總銀含量以漿料組合物的總重量計(jì)為50重量％到70重量％。漿料組合物的總固體含量(即無(wú)機(jī)組分的總含量)優(yōu)選地以漿料組合物的總重量計(jì)為70重量％到90重量％，并且更優(yōu)選地以漿料組合物的總重量計(jì)為75重量％到85重量％。漿料組合物的總液體含量(即有機(jī)組分的總含量)優(yōu)選地以漿料組合物的總重量計(jì)為10重量％到30重量％，并且更優(yōu)選地以漿料組合物的總重量計(jì)為15重量％到25重量％。
[0045]因?yàn)橥坑秀y的金屬粉末/薄片為漿料組合物的導(dǎo)電金屬粒子的主要來(lái)源，所以組合物具有相對(duì)低的總銀含量，同時(shí)維持相對(duì)高的總固體含量。因此，因?yàn)榈豌y含量漿料組合物仍然包含相對(duì)高的總固體含量，所以漿料組合物展現(xiàn)出與具有較高銀含量的漿料類似的電學(xué)性質(zhì)和粘著強(qiáng)度。
[0046]導(dǎo)電漿料組合物可以通過(guò)所屬領(lǐng)域中已知的或有待開發(fā)的用于制備漿料組合物的任何方法來(lái)制備。優(yōu)選地，通過(guò)摻合或混合漿料組分(例如使用混合器)，然后使混合物通過(guò)三輥研磨機(jī)以制成分散的均勻漿料來(lái)制備導(dǎo)電漿料組合物。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，稱取液體和非金屬粉末組分，然后在容器中混合在一起。然后對(duì)容器進(jìn)行攪拌和/或混合，并且在摻合容器內(nèi)含物的同時(shí)緩慢加入金屬組分，直到粉末充分分散成漿料形式為止。然后使用具有預(yù)定的壓力和/或間隙設(shè)置的三輥研磨機(jī)來(lái)將漿料混合物剪切成均勻的同質(zhì)產(chǎn)物。然后可以使用研細(xì)度(FOG)或漢克門規(guī)(Hegman gauge)來(lái)測(cè)量漿料粒子的尺寸，并且確定漿料粒度何時(shí)滿足所需尺寸。優(yōu)選的漿料粒度小于約15微米，并且更優(yōu)選地小于約10微米。更優(yōu)選地，漿料粒度小于約12微米，并且最優(yōu)選地小于約6微米。
[0048]可以反復(fù)研磨漿料組合物直到達(dá)到所需粒度為止。最后一次研磨結(jié)束后，收集漿料組合物并且至少再摻合一次。接下來(lái)，使用粘度計(jì)和/或流變儀測(cè)量漿料組合物的粘度和流變性質(zhì)。優(yōu)選地還測(cè)量漿料組合物的固體含量。取決于這些測(cè)量的結(jié)果，可以向漿料組合物中加入各種添加劑以將組合物的粘度、流變性、固體含量等等調(diào)節(jié)到所需范圍內(nèi)。
[0049]現(xiàn)將更詳細(xì)地描述利用并涂覆導(dǎo)電漿料組合物來(lái)形成導(dǎo)電膜或?qū)щ妼拥姆椒ā?br> [0050]通過(guò)任何適當(dāng)涂覆方法，最初將漿料組合物涂覆于金屬或陶瓷襯底或組件(例如被動(dòng)組件)的表面上。適當(dāng)涂覆方法的實(shí)例包括刷涂、浸潰、絲網(wǎng)印刷、噴涂、輥涂或用于涂覆厚膜漿料的任何技術(shù)。優(yōu)選實(shí)施例包括利用漿料組合物作為電容器終端組合物，使得組合物的涂覆通過(guò)將電容器芯片的一端浸潰于漿料組合物中來(lái)進(jìn)行。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，本發(fā)明的導(dǎo)電漿料組合物可在需要例如用于形成導(dǎo)體或電極的導(dǎo)電漿料或用于涂布被動(dòng)組件的金屬化漿料的任何類型的應(yīng)用中使用。
[0051 ] 在一個(gè)實(shí)施例中，在已經(jīng)將漿料涂覆于襯底表面或組件上之后，優(yōu)選地在相對(duì)低的溫度下干燥經(jīng)涂布的襯底或組件以驅(qū)散漿料中所含的溶劑?？衫萌魏芜m當(dāng)干燥方法。干燥方法的優(yōu)選實(shí)例包括空氣干燥、在箱式爐中干燥或在帶式干燥機(jī)中干燥。優(yōu)選地，將經(jīng)涂布的襯底或組件在約150°C的溫度下干燥10分鐘到20分鐘。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，取決于所涂覆漿料的厚度，可以增加或減小干燥時(shí)間和溫度。取決于加工需要，例如為了形成多層結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行多次涂布和干燥工藝。
[0052]接下來(lái)，使經(jīng)涂布的襯底或組件通過(guò)用于燒結(jié)或焙燒的爐子。如果已進(jìn)行最初干燥工藝，那么在燒結(jié)前漿料將處于部分干燥的狀態(tài)。否則，涂布于襯底上的漿料將處于實(shí)質(zhì)上潮濕的狀態(tài)。爐子可以是所屬領(lǐng)域中已知的或有待開發(fā)的任何類型的爐子。優(yōu)選地，使經(jīng)涂布的襯底或組件在標(biāo)準(zhǔn)周圍空氣環(huán)境中經(jīng)受相對(duì)高的焙燒溫度。優(yōu)選地，爐子可以是連續(xù)式、箱式、帶式、振動(dòng)式或任何類型的爐子或窯，其可以在周圍空氣環(huán)境中達(dá)到高達(dá)約1，000°C的峰值焙燒溫度。更優(yōu)選地，在周圍空氣環(huán)境中在爐子中于400°C到900°C的峰值焙燒溫度下焙燒經(jīng)涂布的襯底或組件。甚至更優(yōu)選地，在實(shí)質(zhì)上純的空氣環(huán)境中在爐子中于450°C到850°C的峰值焙燒溫度下焙燒經(jīng)涂布的襯底或組件。優(yōu)選地，將經(jīng)涂布的襯底或組件在峰值溫度下焙燒5分鐘到10分鐘。
[0053]峰值焙燒溫度為780°C的優(yōu)選焙燒曲線描繪于圖3中。雖然爐內(nèi)的環(huán)境優(yōu)選地為純的標(biāo)準(zhǔn)空氣環(huán)境，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，爐子環(huán)境可能含有標(biāo)稱量的其它氣體，所述氣體對(duì)所得經(jīng)焙燒的漿料層的電學(xué)和粘著性質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)了解，所用的具體的峰值焙燒溫度和焙燒持續(xù)時(shí)間將視導(dǎo)電漿料的特定組成性構(gòu)成以及下層襯底或組件的材料而變化。
[0054]在焙燒或燒結(jié)步驟之后，取決于加工需要，例如為了形成多層結(jié)構(gòu)，可以重復(fù)上述漿料涂覆、干燥以及焙燒步驟。視情況而定，可以用鉛或無(wú)鉛焊料焊接所得導(dǎo)電層或終端。焊接可以用手、通過(guò)浸潰和/或通過(guò)焊料漿料回流法來(lái)完成。適當(dāng)鉛焊料的實(shí)例包括鉛、錫/鉛、錫/鉛/銀、錫/鉛/鉍、鉛/銀、銦/鉛或鉛/銦/銀合金。鉛焊料的優(yōu)選實(shí)例包括Sn62Pb36Ag2和Sn63Pb37。適當(dāng)無(wú)鉛焊料的實(shí)例包括錫/銀、錫/銀/銅、錫/銻、鉍/錫、鉍/錫/銀、銦/銀或銦/錫合金。無(wú)鉛焊料的優(yōu)選實(shí)例包括Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5和Sn95/Ag5。
[0055]還可以通過(guò)用鎳、錫、銅、金、銀、鈀或其合金的溶液進(jìn)行無(wú)電(化學(xué))或電解(電學(xué))電鍍來(lái)電鍍所得導(dǎo)電層或?qū)щ娔ぁ?br> [0056]還可以用鉛和無(wú)鉛焊料的前述實(shí)例中的任一種并且更優(yōu)選地用鉛和無(wú)鉛焊料的前述優(yōu)選實(shí)例中的任一種來(lái)焊接經(jīng)電鍍的導(dǎo)電層。
[0057]SM
[0058]通過(guò)將涂有30%銀的銅粉末與銀薄片、有機(jī)媒劑、流變調(diào)節(jié)劑、溶劑、玻璃粉末和/或金屬氧化物粉末以下表I中所示的比例組合來(lái)制備四種例示性的不同導(dǎo)電漿料:[0059]表1:衆(zhòng)料A和B的配方
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電衆(zhòng)料組合物，包含: 導(dǎo)電金屬粒子，包括涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一者以及未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一者； 玻璃粉末； 至少一種金屬氧化物粉末；以及 有機(jī)媒劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述涂有銀的金屬粉末為涂有銀的銅粉末并且所述涂有銀的金屬薄片為涂有銀的銅薄片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述涂有銀的金屬粉末或涂有銀的金屬薄片以所述組合物的總重量計(jì)占10重量％到70重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述涂有銀的金屬粉末或涂有銀的金屬薄片以所述組合物的總重量計(jì)占15重量％到40重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述銀粉末和銀薄片中的至少一者以所述組合物的總重量計(jì)占30重量％到65重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述有機(jī)媒劑以所述組合物的總重量計(jì)占10重量%到30重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述玻璃粉末的含量以所述組合物的總重量計(jì)為2重量％到10重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組`合物，其中所述至少一種金屬氧化物粉末的含量以所述組合物的總重量計(jì)為I重量％到5重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述至少一種金屬氧化物粉末是選自由Si02、Al2O3' Bi2O3' B2O3> CuO (黑色)、Cu2O (紅色)、Mn02、SnO2, Zn。、ZrO2 組成的群組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述涂有銀的金屬粉末或涂有銀的金屬薄片的銀含量以所述涂有銀的金屬粉末或涂有銀的金屬薄片的總重量計(jì)為10重量％到50重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述漿料組合物的總銀含量以所述組合物的總重量計(jì)為35重量％到70重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中所述漿料組合物的所述總銀含量以所述組合物的總重量計(jì)為50重量％到70重量％。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物的總固體含量以所述組合物的總重量計(jì)為70重量％到90重量％。
14.一種在被動(dòng)組件上形成終端的方法，所述方法包含以下步驟: (i)將導(dǎo)電漿料組合物涂布于所述被動(dòng)組件的表面上，所述導(dǎo)電漿料組合物包含涂有銀的金屬粉末和涂有銀的金屬薄片中的至少一者、未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一者、玻璃粉末、至少一種金屬氧化物粉末以及有機(jī)媒劑；以及 (ii)在周圍空氣環(huán)境中于400°C到900°C范圍內(nèi)的溫度下焙燒所述經(jīng)涂布的被動(dòng)組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述經(jīng)涂布的被動(dòng)組件是在實(shí)質(zhì)上純的空氣環(huán)境中于4500C到850°C范圍內(nèi)的溫度下焙燒。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述涂有銀的金屬粉末為涂有銀的銅粉末并且所述涂有銀的金屬薄片為涂有銀的銅薄片。
17.一種被動(dòng)組件，其具有通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法形成的終端。
18.—種封端衆(zhòng)料組合物,包含: 涂有銀的銅粉末和涂有銀的銅薄片中的至少一者，其量以所述組合物的總重量計(jì)為15重量％到40重量％ ； 未經(jīng)涂布的銀粉末和未經(jīng)涂布的銀薄片中的至少一者，其量以所述組合物的總重量計(jì)為30重量％到65重量％ ； 玻璃粉末，其量以所述組合物的總重量計(jì)為2重量％到5重量％ ；以及 有機(jī)媒劑，其量以所述組合物的總重量計(jì)為10重量％到30重量％， 其中所述漿料組合物的總銀含量以所述組合物的總重量計(jì)為50重量％到70重量％，并且所述組合物的總固體含量`以所述組合物的總重量計(jì)為70重量％到90重量％。
【文檔編號(hào)】H01B1/22GK103559937SQ201310092320
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】馬修·斯格里恰, 馬克·路易斯·查林斯沃斯, 瑪格麗特·特雷因尼克, 道格拉斯·哈格羅夫, 戴維·馬蘭加 申請(qǐng)人:賀利氏貴金屬北美康舍霍肯有限責(zé)任公司