厚膜电阻浆料专利技术分析

钟 媛 赵亚楠（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州450002）

厚膜电阻浆料专利技术分析

钟 媛 赵亚楠
（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州450002）

本文对厚膜电阻浆料领域的专利状况和重点申请人进行了梳理，对厚膜电阻浆料的研究趋势进行了深入探讨。

浆料；厚膜电阻；导电相；无机粘结相；有机载体

1 引言

随着经济社会的发展、电路集成化的提高、电器小型化的需要，厚膜电子浆料在厚膜集成电路、太阳能电池电极、显示器、薄膜开关、加热元件等领域得到了越来越广泛的应用。厚膜电子材料主要包括基片和厚膜电子浆料，电子浆料经过丝网印刷、烘干、烧结等工艺在基片上形成导电膜（即厚膜）。厚膜电子浆料根据用途不同，可分为电阻浆料、导体（导电）浆料和介质浆料三大类。而厚膜电阻浆料可分为通用电阻浆料和专用电阻浆料两大类，其中，通用电阻浆料包括高性能电阻浆料和片式电阻浆料，专用电阻浆料包括大功率电阻浆料、热敏电阻浆料和浪涌电阻浆料[1-3]。厚膜电阻浆料在中国的专利申请，过去主要集中在国外公司，如日本TDK株式会社等；但是近几年来主要集中在国内高校和公司，并呈上升趋势。

2 技术发展脉络

厚膜电阻浆料主要由导电相（功能相）、无机粘结相（玻璃相）和有机载体三部分组成，导电相用于传导电流；无机粘结相主要作用是将分散在玻璃中的导电相粘结成一个整体，并与导电相一起形成电阻膜，牢固地附着在基片上；有机载体一般由主溶剂、增稠剂、添加剂等组成，用于使浆料具有适宜的粘度、挥发性、触变性等，以获得良好的印刷性能。专利申请中对于厚膜电阻浆料的研究主要集中在对导电相的改进。下面分别就导电相的研究趋势进行介绍。

2.1 贵金属及其氧化物导电相：主要以金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）、钌（Ru）等贵金属及其氧化物作为导电相。例如，珠海粤科清华电子陶瓷有限公司于2004年1月20日提交的发明专利申请CN1649449A公开了一种高温共烧发热元件的厚膜电阻浆料，采用耐高温的银钯、银等导电相，并在氢气保护气氛下烧结，具有耐高温、耐腐蚀、防水、绝缘强度高、热导率高等优点；还有湖南利德电子浆料股份有限公司的厚膜电阻浆料LEEDDZ430XXXX，也是以贵金属作为导电相；

日本TDK株式会社于2005年9月1日提交的发明专利申请CN1744239A公开了一种厚膜电阻浆料和厚膜电阻，采用RuO2、Ru复合氧化物的1种或2种以上作为导电性材料，并通过不含铅能获得TCR和STOL优良的厚膜电阻。

2.2 碳系导电相：主要以碳黑、石墨等低成本的碳系材料作为导电相。例如，台湾财团法人工业技术研究院于2007年1月19日提交的发明专利申请CN101226785A公开了一种高分子厚膜电阻组成，高分子厚膜电阻组成包含：一环氧树脂系统、至少一导电粉体、一高分子分散剂以及一硬化剂，导电粉体可选自碳黑，所制作的高分子厚膜电阻材料的电阻变异性可大幅减小，且适合印刷电路板或IC基板的内埋式电阻组件的应用；

陕西科技大学于2010年6月21日提交的发明专利申请CN101868064A公开了一种环保型石墨电阻浆料，采用石墨粉作为导电相，制备出了无铅的环保型石墨电阻浆料，不但对人体无害，而且可以根据不同功率的需要，制备符合其要求的电阻浆料。

2.3 贱金属及其氧化物导电相：主要以铜、锌、碳酸钡、锰酸锶镧、钴酸锶镧等作为导电相，价格便宜。上海宝银电子材料有限公司于2011年12月14日提交的发明专利申请CN103165212A公开了一种片式电阻器用贱金属浆料，采用铜粉、锌粉、钇粉所组成的复合粉作为功能相的方式制备贱金属浆料，大大降低了电阻浆料的成本，同时，玻璃粉功能相中，通过玻璃相组成和组分的选择，使之与贱金属复合粉构成的电阻轨迹层的膨胀系数与陶瓷基体相匹配，降低了温度系数，可替代现有进口的贵金属电阻浆料；

电子科技大学于2015年5月25日提交的发明专利申请CN104916345A公开了一种厚膜电阻浆料，采用LSMO（锰酸锶镧）陶瓷粉或LSCO（钴酸锶镧）陶瓷粉作为导电相，该厚膜电阻浆料成本低廉，相对于石墨、碳纤维等厚膜电阻浆料工作温度更高、不易被氧化、稳定性更好，无需添加无机粘结相便可实现烧结，导电性好，制备工艺简单。

3 重要申请人的技术路线

湖南利德电子浆料股份有限公司是中国主要的电子浆料生产企业之一，公司采取自主研发及与高校合作方式，先后承担了国家“863”项目、国家中小企业创新基金项目及湖南省重点科技项目，形成了具有完全自主知识产权的多系列电子浆料产品。下面对其在厚膜电阻浆料方面研发的技术路线做如下分析：

专利申请CN1424727A于2003年6月18日公开了一种基于不锈钢基板的大功率厚膜电路用电阻浆料及其制备工艺，该电阻浆料由固相组分（银钯复合粉+微晶玻璃粉）和有机粘结剂组成，二者的比例（重量比）为（60～80）∶（40～20），固相成分中银钯复合粉与微晶玻璃粉的比例（重量比）为（80～60）∶（20～40）；银钯微粉中钯粉与银粉的粒径均小于2μm，钯粉与银粉的比例（重量比）为（3～20）∶（97～80）；微晶玻璃为SiO2-B2O3-Al2O3-CaO-Bi2O3系微晶玻璃。通过对微晶玻璃相的配方确定，使之与适当比例的贵金属粉复合构成的电阻轨迹层的膨胀系数与1Cr17系不锈钢基板匹配及良好结合；选用氢化蓖麻油作为触变剂，在有机粘结剂体系中形成良好的胶体结构，使浆料具有优良的触变性及防沉效果；由该电阻浆料制备的电阻轨迹层具有方阻低且可调、电阻温度系数低且可调、成本低且与基于不锈钢基板的厚膜电路用介质浆料、导电浆料相容等优点。

专利申请CN103730189A于2014年4月16日公开了一种基于金属基板的烧结温度可调的厚膜电路电阻浆料及其制备工艺，该浆料由功能相和有机载体组成，比例为70～80:30～20。功能相主要由银钯合金粉和微晶玻璃粉组成，各组分的重量百分含量为：银钯合金粉50%～25%，微晶玻璃粉50%～75%。采用银钯合金粉取代复合粉，电阻浆料的阻值更加稳定，分散更好，元件温度场更加均匀，同时浆料的温度系数只有1500±150ppm×106/℃且可控；采用两种不同烧结性能的玻璃体系搭配使用，使浆料的烧结窗口更宽，并且有效防止出现起包，变黄，阻值不稳定等不良现象；通过对功能相成分中银钯合金粉与玻璃粉的比例调整，电阻浆料阻值控制在50-100mΩ；该厚膜电路电阻浆料印刷、烧结性能良好、与介质、导体和包封浆料匹配良好；该厚膜电路用烧结温度可调电阻浆料及其制备技术适用于铁素体系列不锈钢基板。

专利申请CN104425053A于2015年3月18日公开了一种基于瓷砖的厚膜电路用电阻浆料及其制备工艺，该电阻浆料的原料包括固相成分即微晶玻璃粉和银粉，还有有机粘结剂；各原料的重量百分含量为微晶玻璃粉70～85%、有机粘结剂15～30%，以上重量百分含量之和为100%。其中，微晶玻璃粉为低温玻璃粉，含有Bi2O3、SiO2、Al2O3、ZnO、B2O3、CuO、Ni2O3；有机粘结剂含有松油醇、柠檬酸三丁酯、醇酯十二、乙基纤维素、乙基纤维素、氢化蓖麻油、卵磷脂；将微晶玻璃粉和有机粘结剂添加一定比例的银粉置于容器中搅拌后，经三辊轧机轧制得到电阻浆料。通过对玻璃粉的调配使得该电阻浆料在保证地砖不开裂的情况下可与瓷砖良好匹配；该电阻浆料能更好地满足浆料在存放、印刷、烘干、烧成等工艺流程中的基本要求，具有优良的触变性及防沉效果。

4 结语

通过对厚膜电阻浆料的专利发展脉络进行梳理，对厚膜电阻浆料的主要技术进行了介绍。厚膜电阻浆料领域对导电相的改进逐渐从贵金属及其氧化物向低成本的碳系材料、贱金属及其氧化物方向发展，制备无铅环保的电阻浆料仍然是未来的趋势。然而，由于其特有的电阻率低等优势，贵金属仍具有一定的发展空间。由于需要适应不同的基底，通过对无机粘结相和有机载体配方的改进来提高与基底的匹配性等将是另一个趋势。

[1]陆广广，宣天鹏.电子浆料的研究进展与发展趋势[J].金属功能材料，2008，15(1):48-52.

[2]李强，谢泉等.厚膜电阻的研究现状及发展趋势[J].材料导报A:综述篇，2014，28(4):31-38.

[3]李娟，谢泉等.厚膜电阻浆料的研究现状与发展趋势[J].电子科技，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

钟媛（1989.1-），女，硕士研究生，研究实习员，研究方向：线缆、电连接器、导电材料；赵亚楠（1989.12-），女，硕士研究生，研究实习员，研究方向：线缆、电连接器、导电材料（等同于第一作者）。