PTC热敏电阻高温烧结导电银浆的创新技术解析

在电子材料与元件的快速发展中，PTC（正温度系数）热敏电阻作为一种重要的温度传感器，其性能与应用日益受到关注。作为PTC热敏电阻制作过程中的关键环节，高温烧结导电银浆的配方与制备技术直接影响到最终产品的性能与成本。

技术背景

PTC热敏电阻是一种基于半导体材料的温度敏感元件，其电阻值随温度升高而急剧增加。在制作过程中，为了确保电极层与陶瓷体之间形成良好的欧姆接触，需要在PTC陶瓷表面制作一层导电银浆电极层。传统的导电银浆存在银含量高、烧结温度高、烧结范围窄以及附着力一般等问题，限制了其应用范围和成本效益。

创新技术介绍

配方优化

本发明的PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆，其配方经过精心优化，主要包括以下组分及其重量份含量：

• 金属银粉：55-72%，采用球状银粉和片状银粉的混合物，粒径分别为0.5-1.5μm和0.5-1.0μm，振实密度分别为1.5-2.5g/ml和1.0-2.0g/ml。这种组合有效提高了烧结的致密性和导电性能，同时降低了银含量。
• 玻璃粉：1-10%，采用无铅玻璃粉，烧结温度为490-700°C，其组分包含Bi₂O₃、SiO₂、ZnO、TiO₂、SrO和Al₂O₃等，有效增强了银层与陶瓷基体的附着力，拓宽了烧结温度范围。
• 有机载体：20-45%，包含高分子树脂（如乙基纤维素、硝酸纤维素、松香等）和有机溶剂（如丁醚、乙二醇乙醚、松节油等），起到分散悬浮和调节粘度的作用，确保浆料具有良好的印刷性能和长期稳定性。
• 溶剂：1-15%，用于调节浆料的粘度和流动性，确保制备过程中浆料的均匀性和稳定性。

制备工艺

本发明的制备工艺主要包括以下步骤：

1. 有机载体的配制：将高分子树脂和有机溶剂加热至80°C并恒温，直至树脂完全溶解，过滤除杂后得到有机载体。
2. 备料：按照上述配方准确称取金属银粉、玻璃粉、有机载体和溶剂。
3. 银浆的配制：在混料机中将金属银粉、玻璃粉与有机载体、溶剂充分混合，再使用高速分散机进行高速分散，得到均匀的浆体。
4. 银浆料的生产：将浆体在三辊研磨机上进行研磨，通过滚轮的微调使银浆细度控制在10μm以下，粘度为30-50Pa.s，制得高质量的导电银浆。

技术优势

1. 低成本：通过优化银粉和玻璃粉的配比，降低了银含量，显著降低了材料成本。
2. 低烧结温度与宽烧结范围：采用特定配比的玻璃粉，使得烧结温度低至490°C，烧结范围宽达490-700°C，提高了生产效率并降低了能耗。
3. 强附着力：玻璃粉中的SrO和TiO₂在烧结过程中与陶瓷基体共熔，形成新的均一相态，显著增强了银层的附着力。
4. 优异性能：导电银浆的细度和粘度控制得当，确保了电极层的均匀性和致密性，提高了PTC热敏电阻的整体性能。

应用前景

PTC热敏电阻广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗、环保等多个领域。随着科技的进步和产业的发展，对PTC热敏电阻的性能要求越来越高。本发明的PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆技术，凭借其低成本、低烧结温度、宽烧结范围及强附着力的优势，必将推动PTC热敏电阻行业的进一步发展，为相关领域的技术创新和产业升级提供有力支持。

结论

综上所述，本发明的PTC热敏电阻用高温烧结导电银浆技术，通过优化配方和制备工艺，实现了显著的技术创新和性能提升。该技术不仅降低了生产成本，提高了生产效率，还增强了产品的市场竞争力，为PTC热敏电阻的广泛应用奠定了坚实基础。未来，随着技术的不断完善和推广应用的深入，该技术有望在更多领域展现其独特的价值和魅力。