基于不锈钢基板的绝缘介质浆料及制备方法

本发明涉及绝缘介质材料领域，具体涉及一种基于不锈钢基板的绝缘介质浆料及制备方法。

背景技术：

1、由于新材料和新工艺的不断涌现，厚膜电路技术已经成为集成电路技术的重要内容，基片作为厚膜电路的载体和工作平台，是提高厚膜电路整体性能的关键。常用的基片材料主要是陶瓷基片，如al2o3、beo、aln、sic等。但是陶瓷基片有着难以克服的缺点，主要是脆性大，机械加工和导热性能差，作用单一，不利于大面积印刷、切割与安装。随着厚膜电路功率的增大和应用领域的拓宽，对其使用性能要求越来越苛刻，传统的陶瓷基片越来越不能满足市场的需要。

2、不锈钢规格齐全，具有导热性和机械加工性能好等众多优点，但其能否用作厚膜电路的基片，关键是能否在不锈钢表面形成结合强度高，绝缘性能好的介质层。介质浆料通过丝网印刷在金属表面形成涂层，在一定的热处理工艺下烘干烧结，形成绝缘介质层，绝缘介质层的热膨胀系数需要与不锈钢基板匹配。介质浆料由玻璃粉、有机载体和钴蓝按一定比例混合而成，玻璃粉决定了浆料烧成后形成的绝缘介质层的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的旨在提供一种基于不锈钢基板的绝缘介质浆料及制备方法，使用该介质浆料制成的不锈钢基板绝缘介质层，可以实现热膨胀系数与不锈钢基板完美匹配，绝缘强度高，变形量小，附着力强。

2、所述绝缘介质浆料由微晶玻璃粉、有机载体和铝酸钴组成，重量比为(70-80)：(15-25)：(1-5)。

3、所述微晶玻璃粉的组成包括：氧化钙40-70wt％，氧化钡15-25wt％，氧化铝1-10wt％，二氧化硅5-15wt％，氧化钛0.5-5wt％，氧化锆0.5-5wt％，硼酸1-10wt％。

4、所述有机载体的组成包括：松油醇30-50wt％、戊二酸二甲酯10-20wt％、二乙二醇二乙醚1-10wt％、柠檬酸三丁酯20-30wt％、乙基纤维素1-10wt％、蓖麻油0.5-5wt％。

5、所述绝缘介质浆料的制备方法，包括以下步骤：

6、（1）将氧化钙、氧化钡、氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆和硼酸混合均匀，并对混合物进行加热处理，然后进行水淬、球磨、喷雾造粒，得到微晶玻璃粉。

7、（2）将松油醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇二乙醚、柠檬酸三丁酯、乙基纤维素、蓖麻油混合均匀，得到有机载体。

8、（3）将所述微晶玻璃粉、铝酸钴混合均匀，得到混合固体。

9、（4）采用超临界流体技术，以超临界二氧化碳为介质，对有机载体进行加热使之形成超临界流体，将混合固体与有机载体在溶解罐中混合均匀，得到基于不锈钢基板的绝缘介质浆料。

10、上述步骤中，所述加热处理的温度为1300-1600℃，时间为4-8h；所述微晶玻璃粉的粒径≦3μm；所述超临界二氧化碳的流速为60l/h-100l/h。

11、本发明的技术特点和有益效果：

12、（1）本发明中的微晶玻璃粉末由氧化钙、氧化钡、氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆和硼酸组成，有机载体由松油醇、戊二酸二甲酯、二乙二醇二乙醚、柠檬酸三丁酯、乙基纤维素、蓖麻油组成，得到的绝缘介质浆料的热膨胀系数与不锈钢基板的热膨胀系数接近，适用于制备不锈钢基板的大功率厚膜电路绝缘介质层。

13、（2）不锈钢发热器用的绝缘介质浆料主要在较高温度、一定电压下使用，在电场、温度双重条件下使用的玻璃，不能含有离子半径较小的一价钠离子、钾离子，否则会引起玻璃绝缘强度下降、介质损耗增加、体积电阻率降低、击穿强度不高。因此在配方中没有引入氧化钾和氧化钠。

14、（3）为了降低玻璃的熔化温度，加入一定数量的硼酸，同时加入一定数量的氧化钙、氧化钛，这些物质的加入，可以有效地作为破网剂，降低体系的高温黏度，也可降低烧结温度。

15、（4）超临界流体具有较高的渗透性和溶解能力，通过调节温度和压力，将溶剂置于超临界状态，能够显著提高固体物质的溶解速率。这种技术在处理本发明的成分配比中难溶性固体物质时表现出色，为高效、节能的溶解过程提供了可行的解决方案。

16、采用本发明提供的绝缘介质浆料，制备的绝缘介质层具有热膨胀系数与不锈钢基板完美匹配、绝缘强度高、变形量小、附着力强等优点。

技术特征：

1.一种基于不锈钢基板的绝缘介质浆料，其特征在于，所述绝缘介质浆料由微晶玻璃粉、有机载体和铝酸钴组成，重量比为(70-80)：(15-25)：(1-5)；

2.一种如权利要求1所述基于不锈钢基板的绝缘介质浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于不锈钢基板的绝缘介质浆料及制备方法，所述介质浆料由微晶玻璃粉、有机载体和铝酸钴组成，重量比为(70‑80)：(15‑25)：(1‑5)。所述微晶玻璃粉的组成包括：氧化钙40‑70wt％，氧化钡15‑25wt％，氧化铝1‑10wt％，二氧化硅5‑15wt％，氧化钛0.5‑5wt％，氧化锆0.5‑5wt％，硼酸1‑10wt％。所述有机载体的组成包括：松油醇30‑50wt％、戊二酸二甲酯10‑20wt％、二乙二醇二乙醚1‑10wt％、柠檬酸三丁酯20‑30wt％、乙基纤维素1‑10wt％、蓖麻油0.5‑5wt％。使用该介质浆料制成的不锈钢基板绝缘介质层，可以实现热膨胀系数与不锈钢基板完美匹配，绝缘强度高，变形量小，附着力强。技术研发人员：王鹏宇,朱归胜,颜祥晋,孟梓涵,陈昭彬,徐家辉,梁思琪,任偲彤受保护的技术使用者：桂林电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/26