厚膜電阻漿料專利技術分析

鐘 媛 趙亞楠（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南鄭州450002）

厚膜電阻漿料專利技術分析

鐘 媛 趙亞楠
（國家知識產權局專利局專利審查協作河南中心，河南鄭州450002）

本文對厚膜電阻漿料領域的專利狀況和重點申請人進行了梳理，對厚膜電阻漿料的研究趨勢進行了深入探討。

漿料；厚膜電阻；導電相；無機粘結相；有機載體

1 引言

隨著經濟社會的發展、電路集成化的提高、電器小型化的需要，厚膜電子漿料在厚膜集成電路、太陽能電池電極、顯示器、薄膜開關、加熱元件等領域得到了越來越廣泛的應用。厚膜電子材料主要包括基片和厚膜電子漿料，電子漿料經過絲網印刷、烘干、燒結等工藝在基片上形成導電膜（即厚膜）。厚膜電子漿料根據用途不同，可分為電阻漿料、導體（導電）漿料和介質漿料三大類。而厚膜電阻漿料可分為通用電阻漿料和專用電阻漿料兩大類，其中，通用電阻漿料包括高性能電阻漿料和片式電阻漿料，專用電阻漿料包括大功率電阻漿料、熱敏電阻漿料和浪涌電阻漿料[1-3]。厚膜電阻漿料在中國的專利申請，過去主要集中在國外公司，如日本TDK株式會社等；但是近幾年來主要集中在國內高校和公司，并呈上升趨勢。

2 技術發展脈絡

厚膜電阻漿料主要由導電相（功能相）、無機粘結相（玻璃相）和有機載體三部分組成，導電相用于傳導電流；無機粘結相主要作用是將分散在玻璃中的導電相粘結成一個整體，并與導電相一起形成電阻膜，牢固地附著在基片上；有機載體一般由主溶劑、增稠劑、添加劑等組成，用于使漿料具有適宜的粘度、揮發性、觸變性等，以獲得良好的印刷性能。專利申請中對于厚膜電阻漿料的研究主要集中在對導電相的改進。下面分別就導電相的研究趨勢進行介紹。

2.1 貴金屬及其氧化物導電相：主要以金（Au）、銀（Ag）、鉑（Pt）、釕（Ru）等貴金屬及其氧化物作為導電相。例如，珠海粵科清華電子陶瓷有限公司于2004年1月20日提交的發明專利申請CN1649449A公開了一種高溫共燒發熱元件的厚膜電阻漿料，采用耐高溫的銀鈀、銀等導電相，并在氫氣保護氣氛下燒結，具有耐高溫、耐腐蝕、防水、絕緣強度高、熱導率高等優點；還有湖南利德電子漿料股份有限公司的厚膜電阻漿料LEEDDZ430XXXX，也是以貴金屬作為導電相；

日本TDK株式會社于2005年9月1日提交的發明專利申請CN1744239A公開了一種厚膜電阻漿料和厚膜電阻，采用RuO2、Ru復合氧化物的1種或2種以上作為導電性材料，并通過不含鉛能獲得TCR和STOL優良的厚膜電阻。

2.2 碳系導電相：主要以碳黑、石墨等低成本的碳系材料作為導電相。例如，臺灣財團法人工業技術研究院于2007年1月19日提交的發明專利申請CN101226785A公開了一種高分子厚膜電阻組成，高分子厚膜電阻組成包含：一環氧樹脂系統、至少一導電粉體、一高分子分散劑以及一硬化劑，導電粉體可選自碳黑，所制作的高分子厚膜電阻材料的電阻變異性可大幅減小，且適合印刷電路板或IC基板的內埋式電阻組件的應用；

陜西科技大學于2010年6月21日提交的發明專利申請CN101868064A公開了一種環保型石墨電阻漿料，采用石墨粉作為導電相，制備出了無鉛的環保型石墨電阻漿料，不但對人體無害，而且可以根據不同功率的需要，制備符合其要求的電阻漿料。

2.3 賤金屬及其氧化物導電相：主要以銅、鋅、碳酸鋇、錳酸鍶鑭、鈷酸鍶鑭等作為導電相，價格便宜。上海寶銀電子材料有限公司于2011年12月14日提交的發明專利申請CN103165212A公開了一種片式電阻器用賤金屬漿料，采用銅粉、鋅粉、釔粉所組成的復合粉作為功能相的方式制備賤金屬漿料，大大降低了電阻漿料的成本，同時，玻璃粉功能相中，通過玻璃相組成和組分的選擇，使之與賤金屬復合粉構成的電阻軌跡層的膨脹系數與陶瓷基體相匹配，降低了溫度系數，可替代現有進口的貴金屬電阻漿料；

電子科技大學于2015年5月25日提交的發明專利申請CN104916345A公開了一種厚膜電阻漿料，采用LSMO（錳酸鍶鑭）陶瓷粉或LSCO（鈷酸鍶鑭）陶瓷粉作為導電相，該厚膜電阻漿料成本低廉，相對于石墨、碳纖維等厚膜電阻漿料工作溫度更高、不易被氧化、穩定性更好，無需添加無機粘結相便可實現燒結，導電性好，制備工藝簡單。

3 重要申請人的技術路線

湖南利德電子漿料股份有限公司是中國主要的電子漿料生產企業之一，公司采取自主研發及與高校合作方式，先后承擔了國家“863”項目、國家中小企業創新基金項目及湖南省重點科技項目，形成了具有完全自主知識產權的多系列電子漿料產品。下面對其在厚膜電阻漿料方面研發的技術路線做如下分析：

專利申請CN1424727A于2003年6月18日公開了一種基于不銹鋼基板的大功率厚膜電路用電阻漿料及其制備工藝，該電阻漿料由固相組分（銀鈀復合粉+微晶玻璃粉）和有機粘結劑組成，二者的比例（重量比）為（60～80）∶（40～20），固相成分中銀鈀復合粉與微晶玻璃粉的比例（重量比）為（80～60）∶（20～40）；銀鈀微粉中鈀粉與銀粉的粒徑均小于2μm，鈀粉與銀粉的比例（重量比）為（3～20）∶（97～80）；微晶玻璃為SiO2-B2O3-Al2O3-CaO-Bi2O3系微晶玻璃。通過對微晶玻璃相的配方確定，使之與適當比例的貴金屬粉復合構成的電阻軌跡層的膨脹系數與1Cr17系不銹鋼基板匹配及良好結合；選用氫化蓖麻油作為觸變劑，在有機粘結劑體系中形成良好的膠體結構，使漿料具有優良的觸變性及防沉效果；由該電阻漿料制備的電阻軌跡層具有方阻低且可調、電阻溫度系數低且可調、成本低且與基于不銹鋼基板的厚膜電路用介質漿料、導電漿料相容等優點。

專利申請CN103730189A于2014年4月16日公開了一種基于金屬基板的燒結溫度可調的厚膜電路電阻漿料及其制備工藝，該漿料由功能相和有機載體組成，比例為70～80:30～20。功能相主要由銀鈀合金粉和微晶玻璃粉組成，各組分的重量百分含量為：銀鈀合金粉50%～25%，微晶玻璃粉50%～75%。采用銀鈀合金粉取代復合粉，電阻漿料的阻值更加穩定，分散更好，元件溫度場更加均勻，同時漿料的溫度系數只有1500±150ppm×106/℃且可控；采用兩種不同燒結性能的玻璃體系搭配使用，使漿料的燒結窗口更寬，并且有效防止出現起包，變黃，阻值不穩定等不良現象；通過對功能相成分中銀鈀合金粉與玻璃粉的比例調整，電阻漿料阻值控制在50-100mΩ；該厚膜電路電阻漿料印刷、燒結性能良好、與介質、導體和包封漿料匹配良好；該厚膜電路用燒結溫度可調電阻漿料及其制備技術適用于鐵素體系列不銹鋼基板。

專利申請CN104425053A于2015年3月18日公開了一種基于瓷磚的厚膜電路用電阻漿料及其制備工藝，該電阻漿料的原料包括固相成分即微晶玻璃粉和銀粉，還有有機粘結劑；各原料的重量百分含量為微晶玻璃粉70～85%、有機粘結劑15～30%，以上重量百分含量之和為100%。其中，微晶玻璃粉為低溫玻璃粉，含有Bi2O3、SiO2、Al2O3、ZnO、B2O3、CuO、Ni2O3；有機粘結劑含有松油醇、檸檬酸三丁酯、醇酯十二、乙基纖維素、乙基纖維素、氫化蓖麻油、卵磷脂；將微晶玻璃粉和有機粘結劑添加一定比例的銀粉置于容器中攪拌后，經三輥軋機軋制得到電阻漿料。通過對玻璃粉的調配使得該電阻漿料在保證地磚不開裂的情況下可與瓷磚良好匹配；該電阻漿料能更好地滿足漿料在存放、印刷、烘干、燒成等工藝流程中的基本要求，具有優良的觸變性及防沉效果。

4 結語

通過對厚膜電阻漿料的專利發展脈絡進行梳理，對厚膜電阻漿料的主要技術進行了介紹。厚膜電阻漿料領域對導電相的改進逐漸從貴金屬及其氧化物向低成本的碳系材料、賤金屬及其氧化物方向發展，制備無鉛環保的電阻漿料仍然是未來的趨勢。然而，由于其特有的電阻率低等優勢，貴金屬仍具有一定的發展空間。由于需要適應不同的基底，通過對無機粘結相和有機載體配方的改進來提高與基底的匹配性等將是另一個趨勢。

[1]陸廣廣，宣天鵬.電子漿料的研究進展與發展趨勢[J].金屬功能材料，2008，15(1):48-52.

[2]李強，謝泉等.厚膜電阻的研究現狀及發展趨勢[J].材料導報A:綜述篇，2014，28(4):31-38.

[3]李娟，謝泉等.厚膜電阻漿料的研究現狀與發展趨勢[J].電子科技，2016，29(9):90-93.

Analysison the Patent Technology of Thick-film Resistor Paste

Zhong Yuan,Zhao Yanan
(PatentExamination Cooperation Henan Centerof the PatentOffice,SIPO,Zhengzhou Henan 450002)

This paper introduces the patent and importantapplicants in the thick-film resistor paste area.Further?more,the patent research trend of thick-film resistorpaste isalsodiscussed.

paste;thick-film;conductive phase;inorganic adhesive phase;organic carrier;patent

TN304.2

A

1003-5168（2017）07-0051-03

2017-04-14

鐘媛（1989.1-），女，碩士研究生，研究實習員，研究方向：線纜、電連接器、導電材料；趙亞楠（1989.12-），女，碩士研究生，研究實習員，研究方向：線纜、電連接器、導電材料（等同于第一作者）。