一种用于贴片电感器的端电极银浆及其制备方法与流程

本发明属于被动电子元器件电极材料领域，具体涉及一种用于贴片电感器的端电极银浆及其制备方法。

背景技术：

1、贴片电感器(chip inductors)，又称为功率电感，主要由铁氧体磁芯和铜线组成，主要作用是在电路中实现电信号的滤波、隔离、稳压、偏置等功能，被广泛应用于各种无线通信、汽车电子、家庭电器。贴片电感器主要包括4种类型：绕线型、叠层型、编织型和薄膜型，其中绕线型、叠层型贴片电感器最为常用。绕线型贴片电感器中铁氧体磁芯由铁氧体粉末压制成型、高温烧结制得。叠层型电感器则是采用多层印刷技术以及叠层生产工艺制备而成，体积更小。

2、贴片电感器的端电极由内至外依次为铁氧体磁芯、ag层、ni层和sn层。其中，铁氧体磁芯是一种具有铁磁性的金属氧化物材料，具有高电阻、高介电常数和高磁导率等特性，通常由氧化铁(fe2o3)和其他金属氧化物组成，例如锰铁氧体(mno·fe2o3)、锌铁氧体(zno·fe2o3)、镍锌铁氧体(ni-zn·fe2o4)等多组分铁氧体。镀于铁氧体磁芯端面的ag层是将端电极银浆以浸涂、移印、丝网印刷、烘烤或烧结等方式制备而成的。ni层和sn层则是在镀银铁氧体磁芯的基础上经依次过电镀工艺制得。

3、端电极银浆作为制备贴片电感器的重要基础材料，主要成分包括超细银粉、玻璃粉、树脂、溶剂和助剂等。其中，玻璃粉在端电极银浆中起到重要作用，可增强附着力、调节黏度、提高机械强度和调节烧结性能等，从而保证电极的性能和稳定性。在玻璃粉的选用上，需要与其他材料在晶体结构、热膨胀系数等方面具备优异的匹配度，应具有较低的熔点以及优异的附着力。同时，由于端电极后续制作工艺中还包含电镀ni和sn金属层，其生产过程使用的电镀液一般呈酸性，因此，玻璃粉还应具有较好的耐酸性。基于此，常用的玻璃粉主要包括sio2-b2o3-al2o3体系和bi2o3-b2o3-al2o3体系。

4、然而，玻璃粉一般经由熔炼、研磨或气流粉碎等工艺制备而成，通常呈现不规则的颗粒状，粒径和形貌控制比较困难。玻璃粉中的较大颗粒将直接影响浆料的细度以及印刷面的平整性，使得贴片电感器端电极的附着力减弱。因此，选择一种尺寸形貌合适，且同时具有高匹配度、高附着力、低熔点以及较好耐酸性的玻璃粉，对端电极银浆以及贴片电感器具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中端电极银浆细度不均匀、贴片电感器端电极的附着力弱的问题，本发明提供了一种含有片状玻璃粉的端电极银浆及其制备方法，片状玻璃粉的采用有效提升了贴片电感器端电极的附着力及可靠性。

2、本发明采用的技术方案是：一种用于贴片电感器的端电极银浆，所述端电极银浆包括银粉、片状玻璃粉、有机载体；所述片状玻璃粉的粒径d50为0.5～10μm，直径/厚度比为2～20。

3、本发明提供的用于贴片电感器的端电极银浆(简称为“端银浆”)采用了超细银粉和片状玻璃粉作为粉体材料，以树脂、稀释剂、助剂的混合液为有机载体。由于浆料中粉体的颗粒大小对浆料细度以及印刷面平整性有重要影响，并直接影响端电极的附着力。因此，本发明对银粉和玻璃粉的颗粒细度以及形貌进行了探究。

4、本发明提供的端电极银浆中使用了主要成分为sio2-b2o3-al2o3的玻璃粉，其形貌为片状。实验证明，片状玻璃粉的采用可有效促进端电极银层中银凸起的形成，还可使得烧结后的玻璃体更容易下沉，从而提高了端电极的焊接附着力，对制备高可靠性的贴片电感具有重要意义。进一步地，本发明还继续对两种不同粒径的片状玻璃粉按特定比例进行了复配。具体地，所述片状玻璃粉可以包括第一片状玻璃粉、第二片状玻璃粉；所述第一片状玻璃粉的粒径d50为1～5μm；所述第二片状玻璃粉的粒径d50为0.5～2.5μm；第一片状玻璃粉与第二片状玻璃粉的质量比为(0.8～1.2):1。实验证明，相较单一粒径的片状玻璃粉，复配后片状玻璃粉可进一步促进玻璃体烧结后下沉，并与银凸起之间具有更好的结合效果，有利于端电极附着力的提高。实验还发现，在玻璃粉比例相当的情况下，复配后的片状玻璃粉还有助于提升低银含(银含量小于60％)端银浆制得的端电极的附着力，对贴片电感器的生产起到降本增效的作用。此外，玻璃粉制作过程中还可引入其他金属氧化物，以进一步提升性能，如k2o、na2o、tio2、mgo、cao、cuo、zno、v2o5中的一种或多种。

5、本发明提供的端电极银浆中采用了由微晶形态微米/亚微米银粉构成的超细银粉，可通过湿法化学合成的，其粒径较小且粒径分布较为均匀，一般d50小于3μm。实验中发现，将具有不同粒径d50的第一银粉(d50＝1～3μm)、第二银粉(d50＝0.2～1μm)按照特定比例进行复配后，有助于银粉在相对低的温度(500-700℃)烧结形成导电通路，所形成的银层与玻璃体之间的嵌合也更为牢固。作为优选，所述银粉包括第一银粉、第二银粉；所述第一银粉的粒径d50为1～3μm；所述第二银粉的粒径d50为0.2～1μm；第一银粉与第二银粉的质量比为(8～20):1。

6、本发明提供的端电极银浆是以树脂、稀释剂、助剂的混合液为有机载体的，赋予了银浆流动性，使得端电极银浆符合移印、浸涂、丝网印刷等工艺要求。其中，所述树脂可选自乙基纤维素、醋酸丁酸纤维素、聚乙烯醇缩丁醛中的至少一种。高沸点溶剂如二乙二醇丁醚醋酸酯(bca)，二乙二醇乙醚醋酸酯(dcac)，二元酸酯(dbe)，松油醇等均是优良的稀释剂。在端电极银浆的制备中，一般先将高分子树脂和稀释剂按照特定的质量比例混合搅拌并加热，制备树脂溶液。为进一步提升浆料的性能，一般还可在制备而成的树脂溶液中加入助剂，常用的助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂、抗氧化剂和增稠剂等，以制得有机载体。

7、在一个优选的实施例中，所述端电极银浆包括银粉40～80wt％、片状玻璃粉2～20wt％、树脂2～20wt％、稀释剂10～50wt％、助剂0.1～3wt％。

8、在一个优选的实施例中，所述端电极银浆包括第一银粉30～78wt％、第二银粉2～10wt％、第一片状玻璃粉1～10wt％、第二片状玻璃粉1～10wt％、树脂2～20wt％、稀释剂10～50wt％、助剂0.1～3wt％；所述第一银粉的粒径d50为1～3μm，所述第二银粉的粒径d50为0.2～1μm；所述第一片状玻璃粉的粒径d50为1～5μm，所述第二片状玻璃粉的粒径d50为0.5～2.5μm。

9、本发明还提供了所述的端电极银浆的制备方法，所述方法如下步骤：

10、步骤一：树脂和稀释剂混合，加热至完全溶解，降至室温；加入助剂，混合后制得有机载体；步骤二：在有机载体中加入片状玻璃粉，混合后制得玻璃浆；

11、步骤三：在玻璃浆中加入银粉，混合轧浆，制得端电极银浆。

12、制备得到的端电极银浆经离心脱泡处理后，进行封存。

13、本发明还提供了一种贴片电感器，所述贴片电感器利用所述的端电极银浆制备得到。所述贴片电感器的制备方法包括：将端电极银浆通过浸涂、移印或丝网印刷的方式布置在铁氧体磁芯的端电极处，经热处理后制得端银层，于端银层上依次电镀镍层和锡层，制得贴片电感器；所述热处理包括：于100～120℃烘干15～20min后于650～700℃烧结15～20min。如此，贴片电感器的电极侧由内向外形成了铁氧体磁芯/端银层/镍层/锡层的结构。

14、本发明的有益效果：

15、本发明采用了尺寸形貌可控的片状玻璃粉制备端电极银浆，在降低玻璃粉熔点以及玻璃体烧结后下沉等方面具备优势，可有效促进端电极中端银层银凸起的形成，对制备高附着力、高可靠性的贴片电感具有重要意义。进一步地，本发明还对两种不同粒径的片状玻璃粉按特定比例进行了复配。实验证明，相较单一粒径的片状玻璃粉，复配后的片状玻璃粉还可促进低银含(银含量小于60％)端电极银浆形成具有更佳附着力的端银层，对降低端电极银浆以及贴片电感器的生产成本具有重要意义。