电子浆料用有机载体

电子浆料用有机载体
有机载体（有时称为有机黏合剂）的功能是把金属粉和作粘合用的玻璃粉及其它固体粉末混合分散成膏状浆料，以便用丝网印刷方法将其印刷在陶瓷基片上。

根据使用情况，对有机载体有以下要求：
(1)应是化学惰性物质。

载体与固体粉粒接触（包括在加热情况下）时，不能发生化
学反应。

(2)能形成悬浮体。

载体与固体粉粒相接触的界面上，表面张力应小，以保证固体与
液体之间很好地浸润。

液体中应有使电解质稳定的极性基团，不应有过量的凝结剂，避免浆料在长期存放时发生凝结变质。

(3)有适度的流变性。

载体与固体粉粒结合时，能提供网状结构的凝聚成份，以形成塑流型触变系统。

载体的粘度要适中，并可调节。

(4)有适度的挥发性。

载体在室温下饱和蒸气压要低。

但在一定的温度下，其中的溶剂应易挥发，在高温下能够迅速挥发，使网印的浆料不产生二次流动现象。

(5)粘结性能好。

载体能浸润陶瓷基片表面，因此其表面张力应适当，使其能牢固地粘附在基片上。

(6)其它特性。

载体应无固定沸点，在加热过程中逐步汽化、燃烧。

避免造成电阻膜上的针孔。

在一定的高温下应完全燃烧而不留灰分。

载体由溶剂(挥发成分)、增稠剂(非挥发成分又叫凝聚剂)、流动性控制剂、表面活性剂等组成，每种成分可以是一种或数种材料组成。

(一)溶剂溶剂用量占载体重量的80％以上，是比较粘稠的有机液体，能够提供
极性基团，其特点是能溶解纤维素之类的增稠剂。

溶剂的沸点应高，常温下不易挥发。

一般采用松油醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、熏衣草油、大茴香油等。

1．松油醇松油醇，有四种异构体，一般商品中是以α异构体为主的混合物。

它是无色粘稠液体或无色透明低熔点晶体，具有甜的紫丁香气味，溶于乙醇，微溶于水或甘油。

载体中常用的松油醇为α、β异构体类，
表1列出松油醇的物理化学常数。

表2列出松油醇在使用前的检测指标。

表l 松油醇的物理化学常数
色状 比重
（15℃） 旋光度 凝固点 沸点馏程 折光率 （20℃） 酒精中溶解度
无色液体，室温下稠厚，具有甜紫丁香气昧或百合型香气
0.936~ 0.94l 在一O °10′及+O °10′之间 所有产品在加晶种后应在2℃时结晶 214~224℃，90％在5℃内蒸出 1.4825~ 1.4850 溶于2容积及更多容积
的70％洒精中 溶于4容积及更多容积的60％酒精中 溶于8容积及更多
容积50％酒精中
表2松油醇的检测指标
比重范围，20／4℃
沸点范围，214~22
4℃ 折光率，20℃
杂质含量 水分含量
O ．931~0.93 95％V ／V 1.4825~1.4855 用气相色谱仪检测 用卡尔费希尔滴定法 2．醋酸丁基卡必醇 ， 醋酸丁基卡必醇俗称丁基卡必醇醋酸脂，其分子结构式如下：
CH3COOCH3CH20CH2CH2OCH2(CH2)2CH3
它是无色液体，比重为0．985(20／4℃)，沸点246．80℃，凝固点一32。

3℃。

能与大多数有机溶剂相溶，是油类、树脂、树胶、硝化纤维素等的溶剂，也用作增塑剂。

3．柠檬酸三丁酯 柠檬酸三丁酯学名为柠檬酸三正丁酯，
它是几乎无色的油状液体，比重为1.042(25／25℃)，折光率1．443(25℃)，沸点(133·3Pa)为170℃，流动点一62．2℃，闪点185℃(开皿)，粘度(25℃)为0.00319Pas ，不溶于水。

柠檬酸三丁酯可用作各种纤维树脂的增塑剂。

4．卵磷脂卵磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成的一种磷脂。

新鲜制品是白色腊状物。

在空气中易变成黄色或棕色。

比重1.0305(24／4℃)，不溶于水(但能溶胀)，
溶于乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、矿物油和脂肪酸等。

用作乳化剂、润湿剂、抗氧剂、起泡剂等．
(=)增稠剂
增稠剂的作用是提高浆料的粘稠性和塑性。

采用高分子量的有机聚合物作为增稠剂，通常为网状、链状结构，有极性较强的基团，常温下是固体粉粒状或凝聚状液体，能溶解于某
些溶剂，在一定温度下溶剂挥发后能成坚膜。

高温下(300℃以上)能够热分解逸出而无残留
灰分。

常用增塑剂有乙基纤维素、硝化纤维素、聚异乙烯、聚乙烯乙醇、聚甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。

1．乙基纤维素
乙基纤维素又称纤维素乙醚，呈微黄色或白色，是粒状热塑性硬粒状固体。

其分子式为
[C6H7O2(OH)3-X.(OC2H5)X]n
其中X为乙氧基取代度。

分子量约为125000。

其性质随乙氧基含量而定，比重为1.13～1.14，软化温度116～I30℃，熔化温度165～185℃。

能生成坚韧的薄膜，在低温下保持
其挠曲性。

它溶于许多溶剂，对碱和稀酸稳定。

少量的乙基纤维素溶于中性溶剂中，能产生很大的粘度。

在有机溶剂中的溶解度随乙氧基的含量而不同。

电子浆料使用的乙基纤维素，
乙氧基含量为45～46％，分子量不宜过大，否则易产生凝胶。

乙基纤维素在200℃左右开始热分解，到400℃基本分解完，到800℃才完全分解。

2．硝化纤维素
硝化纤维素是硝酸纤维素的误称，亦称纤维素硝酸酯。

呈微黄色，外观象纤维。

其分子式为
[ C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x ]n
其中x为酯化度，n为聚合度。

其性质随含氮量而定(一般含氮最为10～14％)。

含氮量高
的称为火棉，含氮量低的称为胶棉。

胶棉不溶于水，部分溶于乙醇乙醚混合液中，它能溶于卡必醇、松油醇、柠檬酸三丁酯等溶剂。

无机酸对它有较大的破坏怍用，碱易使它皂化脱酯。

在长期照射或热作用下，即能引起分解，含氮量降低，重量减小，溶液粘度与机械强度剧烈下降等现象，同时在有机溶剂中的溶解度亦发生变化。

3．聚α一甲基苯乙烯
该材料，粘度大(22Pa·s)。

同乙基纤维素相比，具有300℃以下可以分解掉20％(乙基纤维素为10％)、400一500℃全部分解不留灰分的优点，因此能减少烧结时膜表面出现的气泡。

(三)流动性控制剂
浆料在烧结前膜层呈凝结状态，烧结初期膜层中载体受热软化、熔融，易产生二次流动，造成烧结后膜层出现裂缝，为此在浆料中加人流动性控制剂以控制二次流动；即加入一些添加剂使载体在熔融前不断升华而增加粘稠性，在电子浆料中流性控制剂的应用并不广泛，只有在要求比较高的细线厚膜导体浆料中才应用。

常用流性控制剂为糠酸、对苯二酸、硫酸铵等。

1．糠酸
糠酸又称β一呋喃羧酸，是无色晶体。

熔点为133～134℃，沸点为230～232℃。

微溶于冷水，溶于热水、乙醇和乙醚，在浆料中的用量一般为5％(重量)。

2．对苯二(甲)酸
对苯二酸为白色晶体，比重为1．510。

约在300℃升华。

能溶于碱溶液，稍溶于热乙醇，
微溶于水，不溶于乙醚、冰醋酸和氯仿。

可用于制造合成树脂、合成纤维和增塑剂等，在浆料中的用量一般为5% (重量)。

3．硫酸铵
硫酸铵俗称硫铵，纯品是无色斜方晶体。

分子式为(NH4)2S04，比重1．769(20/4℃)。

在封闭管中，熔点513±2℃，在敞口管中，加热至100℃时开始分解成酸式硫酸铵(NH4HS04)。

溶于水，不溶于醇。

工业品是白色或带徽黄色的小晶粒，含氮量约为20～21％o在浆料中的用量一般为5％(重量)。

(四)表面活性剂
表面活性剂用来降低载体与固体粉粒界面的表面张力，使有机载体能充分润湿固体粉粒
的表面。

一般表面活性剂为甲苯、乙醇、环己酮等材料。

(五)有机载体的制备
将增塑剂、溶剂混和并在水浴锅中加热，使增塑剂完全溶解，然后将预先溶解好的流性控制剂、稀释剂等加热搅拌均匀即得有机载体。

简单的有机载体配方(重量％)举例如下：
松油醇95％，乙基纤维素5％。

柠檬酸三丁酯97.5％，硝化纤维紊2.5％。

醋酸丁基卡必醇69.2％，乙基纤维素14.4％，糠酸6.4％，表面活性剂10％。

松油醇94.5％，乙基纤维素5％，卵磷脂0.5％。