CN114242300A - 一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆及其制备方法。本发明导电铜浆的原料包括以下质量比物质,溶剂:2~15%;铜粉:61~84%;有机载体:5~25%;无机添加剂:7~14%;其中,铜粉为片状铜粉和超细球状铜粉的混合物。本发明的制备方法是将一定比例的溶剂、铜粉、有机载体和无机添加剂混合,将混合均匀后的浆料用三辊机进行再次混合及辊压。本发明的铁氧体导电铜浆,能够有效解决同类产品在附着力、腐蚀性、电镀性等方面的缺陷,使用此工艺制备的铜浆能保证产品工艺的一致性及稳定性,并且价格远远低于银浆类产品,是含铅类浆料的理想代替品。
Description
技术领域
本发明涉及导电浆料技术领域,具体而言,尤其涉及一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆及其制备方法。
背景技术
导电银浆作为电子信息和电子工业的基础性功能材料,广泛地用于各种高性能电子产品中。目前,导电银浆已成熟应用于铁氧体磁芯电感元器件,主要是由于金属银具有高导电率和优异的附着性能、可焊性等优点,但是由于银高昂的成本以及激烈的竞争使得铁氧体磁芯电感元器件价格持续走低,导致铁氧体磁芯电感元器件利润越来越低,极大的限制了金属银在铁氧体磁芯电感元器件的应用及推广。同时,铁氧体磁芯电感银浆普遍存在一定的缺陷,如烧结后容易产生裂纹、银层不致密、缺陷较多等,使得片式电感品质因数较低,电路噪声较大。
因此,选择一种具有相对良好导电性及附着力、可焊性良好的材料取代金属银,用于铁氧体磁芯电感元器件的要求至关重要。
金属铜具有很多优良的性能,铜具有比贵金属银更为优良的高频特性和导电性,同时铜还拥有优良的可焊性和较低的成本,铜与相应的玻璃粉结后具有良好的附着性,因此根据这些特征使得金属铜在铁氧体磁芯电感元器件领域也有着较强的应用价值。
综上,提供一种金属铜制备的导电浆料成为目前研发重点。
发明内容
根据上述提出金属银价格高昂且制备的银浆在烧结后容易产生裂纹、银层不致密等缺陷的技术问题,而提供一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆及其制备方法。本发明的铜浆主要利用将片状铜粉、超细球状铜粉、有机溶剂、无机添加剂等混合均匀,将混合后的浆料用三辊机进行再次混合及辊压制备而成。本发明提供的铁氧体导电铜浆,具有不易开裂、耐抗腐蚀、附着力强、较高致密性、电镀性能优异等优点,能够有效解决同类产品在附着力、腐蚀性、电镀性等方面的缺陷。
本发明采用的技术手段如下:
一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆,所述导电铜浆的原料包括以下质量比物质:
溶剂:2~15%;
铜粉:61~84%;
有机载体溶液:5~25%;
无机添加剂:7~14%;
其中,铜粉为片状铜粉和超细球状铜粉的混合物。
进一步地,所述原料中,片状铜粉占50~64%;超细球状铜粉占11~20%,其中,超细球状铜粉粒径在1.5~2μm。
进一步地,所述溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚、丁基溶纤剂、丁基卡必醇、邻苯二甲酸二丁酯等中的一种或几种混合。
进一步地,所述有机载体溶液中的有机载体为聚丙烯酸脂、纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛等中的一种或几种混合。
进一步地,所述无机添加剂为氧化硅、氧化锌、三氧化二硼、氧化钾中的一种或几种混合。
本发明还公开了一种上述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆的制备方法,将一定比例的溶剂、铜粉、有机载体溶液和无机添加剂混合,将混合均匀后的浆料用三辊机进行再次混合及辊压,混合8~15min,转速在450~600rpm/min,辊压次数在6~8pass范围内。
进一步地,具体包括如下步骤:
S1、将一定比例的溶剂和有机载体混合加热溶解后,得到有机溶液胶粘剂,即有机载体溶液;
S2、将预设比例的无机添加剂搅拌均匀后,加入预设比例步骤S1制得的有机载体溶液高速搅拌分散;
S3、将预设比例的片状铜粉和超细球状铜粉加入到步骤S2中再次高速搅拌分散制成粘稠的浆料;
S4、将浆料经三辊机辊压后,充分混合、挤压、剪切的作用,即高速分散后(优选地,混合约10min左右,转速在500rpm/min,辊压次数在6~8pass范围内),使得铜粉在溶剂中混合均匀,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
进一步地,所述步骤S1中,溶剂占比75~90%,有机载体占比10~25%,混合加热溶解后,得到有机载体溶液。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明使用两种不同形状铜粉作为铁氧体磁芯电感用原材料,两种铜粉在特定比例下弥补了单一形状铜粉的浆料在烧结后的不致密性。
2、本发明通过特定制备工艺,使浆料分散更均匀,使得烧结后的浆料更致密,并且有效解决了浆料的腐蚀性、电镀性等方面的缺陷。
综上所述,本发明提供的铁氧体磁芯电感用导电铜浆以及特定的制备工艺,实现了此款铜浆解决了同类产品在附着力、腐蚀性、电镀性等方面的缺陷,并且价格远远低于银浆类产品,而且是含铅类浆料的理想代替品。
基于上述理由本发明可在导电浆料领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中铁氧体磁芯表面镀镍后的SEM图片。
图2为本发明实施例二中铁氧体磁芯表面镀镍后的SEM图片。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明提供了一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆,所述导电铜浆的原料包括以下质量比物质:
溶剂:2~15%;片状铜粉占50~64%;超细球状铜粉占11~20%,其中,超细球状铜粉粒径在1.5~2μm;有机载体溶液:5~25%;无机添加剂:7~14%;
所述溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚、丁基溶纤剂、丁基卡必醇、邻苯二甲酸二丁酯等中的一种或几种混合。
所述有机载体为聚丙烯酸脂、纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛等中的一种或几种混合。
所述无机添加剂为氧化硅、氧化锌、三氧化二硼、氧化钾中的一种或几种混合。
上述铁氧体磁芯电感用导电铜浆由以下方法制备而成,
具体包括如下步骤:
S1、将一定比例的溶剂(75~90%)和有机载体(10~25%)混合加热溶解后,得到有机溶液胶粘剂,即有机载体溶液;
S2、将预设比例的无机添加剂搅拌均匀后,加入预设比例步骤S1制得的有机载体溶液高速搅拌分散;
S3、将预设比例的片状铜粉和超细球状铜粉加入到步骤S2中再次高速搅拌分散制成粘稠的浆料;
S4、将浆料经三辊机辊压后,充分混合、挤压、剪切的作用,即高速分散后(混合约10min左右,转速在500rpm/min,辊压次数在6~8pass范围内),使得铜粉在溶剂中混合均匀,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
实施例1
1、有机溶液胶粘剂制备:
丁基卡必醇15%,松油醇30%,二乙二醇丁醚30%,聚丙烯酸脂25%,将以上材料混合后,在85~95℃下加热溶解,得到有机溶液胶粘剂,作为有机载体溶液。
2、将氧化硅5%、氧化锌1.5%、三氧化二硼2%、氧化钾1.5%的比例配成粉料,搅拌均匀后,加入15%有机载体溶液,通过高速搅拌分散后,再加入片状铜粉60%、超细球状铜粉15%,再次高速搅拌分散后,经三辊机辊压后,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
将所制备得到的浆料通过移印或喷涂方法把铜浆转移到铁氧体磁芯表面,形成所需的形状膜。
经过760℃高温烧结后,将铁氧体磁芯表面放入镀镍的腐蚀液,若磁芯表面无开裂,图1所示,为镀镍后的SEM图片,即表现为耐腐蚀性,并使用拉力计对产品进行附着力的测试,如表1中1-3所示。
实施例2
1、有机溶液胶粘剂制备:
松油醇50%,二乙二醇丁醚25%,聚丙烯酸脂25%,将以上材料混合后,在85~95℃加热溶解,得到有机溶液胶粘剂。
2、将氧化硅5%、氧化锌1.5%、三氧化二硼2%、氧化钾1.5%的比例配成粉料,搅拌均匀后,加入20%有机载体溶液,通过高速搅拌分散后,再加入片状铜粉60%、超细铜粉10%,再次高速搅拌分散后,经三辊机辊压后,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
将所制备得到的浆料通过移印或喷涂方法把铜浆转移到铁氧体磁芯表面,形成所需的形状膜。
经过760℃高温烧结后,将铁氧体磁芯表面进行镀镍的腐蚀液,若磁芯表面无开裂,图2表示铁氧体磁芯烧结后经过表面镀镍腐蚀液后的SEM图,即表现为耐腐蚀性,并使用拉力计对产品进行附着力的测试,如表1中4-6所示。
表1使用拉力计对实施例1和实施例2中产品进行附着力的测试
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
附着力(N) | 42 | 45.5 | 44 | 50 | 49 | 48.5 |
由表1的可以看出,当有机载体含量增大时,相对于实施例一的测试数值,实施例二中体现出良好的附着性。
实施例3
在实施例1的基础上,调整无机添加剂的配比,选用氧化硅5%、氧化锌1.5%、三氧化二硼1%、氧化钾2.5%的比例配成粉料,加入相同条件的有机载体溶液汇总,通过高速搅拌分散后,再加入片状铜粉60%、超细铜粉10%,再次高速搅拌分散后,经三辊机辊压后,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
将所制备得到的浆料通过移印或喷涂方法把铜浆转移到铁氧体磁芯表面,形成所需的形状膜。经760℃高温烧结后,将铁氧体磁芯表面进行镀镍的腐蚀液。此实施例使有机物氧化钾含量增加,降低了有机物在高温烧结时的软化温度,可以使铁氧体磁芯表面更致密,使磁芯表面无开裂,表现为良好的耐腐蚀性和附着性。
实施例4
在实施例2的基础上,调整无机添加剂的配比,选用选用氧化硅5%、氧化锌1.5%、三氧化二硼1%、氧化钾2.5%的比例配成粉料,加入相同条件的有机载体溶液汇总,通过高速搅拌分散后,再加入片状铜粉60%、超细铜粉10%,再次高速搅拌分散后,经三辊机辊压后,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
将所制备得到的浆料通过移印或喷涂方法把铜浆转移到铁氧体磁芯表面,形成所需的形状膜。经760℃高温烧结后,将铁氧体磁芯表面进行镀镍的腐蚀液,若磁芯表面无开裂,同样表现为良好的耐腐蚀性和附着性。
综上,通过实施例1和实施例2可以得出,在无机添加剂配比不变的条件下,仅改变有机载体的比例,验证了得到的铜浆具有良好的烧结及耐腐蚀性能。
通过实施例1和实施例3以及实施例2和实施例4可以得出,在有机载体比例不变的条件下,添加不同配比的无机添加剂,制备的铜浆同样具有良好的烧结性和耐腐蚀性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种铁氧体磁芯电感用导电铜浆,其特征在于,所述导电铜浆的原料包括以下质量比物质:
溶剂:2~15%;
铜粉:61~84%;
有机载体溶液:5~25%;
无机添加剂:7~14%;
其中,铜粉为片状铜粉和超细球状铜粉的混合物。
2.根据权利要求1所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆,其特征在于,所述原料中,片状铜粉占50~64%;超细球状铜粉占11~20%,其中,超细球状铜粉粒径在1.5~2μm。
3.根据权利要求1所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆,其特征在于,所述溶剂为松油醇、二乙二醇丁醚、丁基溶纤剂、丁基卡必醇、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或几种混合。
4.根据权利要求1所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆,其特征在于,所述有机载体溶液中的有机载体为聚丙烯酸脂、纤维素树脂、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种混合。
5.根据权利要求1所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆,其特征在于,所述无机添加剂为氧化硅、氧化锌、三氧化二硼、氧化钾中的一种或几种混合。
6.一种如权利要求1~5任意一项权利要求所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆的制备方法,其特征在于:将一定比例的溶剂、铜粉、有机载体溶液和无机添加剂混合,将混合均匀后的浆料用三辊机进行再次混合及辊压,混合8~15min,转速在450~600rpm/min,辊压次数在6~8pass范围内。
7.根据权利要求6所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆的制备方法,其特征在于具体包括如下步骤:
S1、将一定比例的溶剂和有机载体混合加热溶解后,得到有机载体溶液;
S2、将预设比例的无机添加剂搅拌均匀后,加入预设比例步骤S1制得的有机载体溶液,并高速搅拌分散;
S3、将预设比例的片状铜粉和超细球状铜粉加入到步骤S2中,再次高速搅拌分散制成粘稠的浆料;
S4、将浆料经三辊机辊压后,过200目筛网制得铁氧体磁芯电感用导电铜浆。
8.根据权利要求6所述的铁氧体磁芯电感用导电铜浆的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,溶剂占比75~90%,有机载体占比10~25%,混合加热溶解后,得到有机载体溶液。
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