[發明專利]基于氮化鋁微晶陶瓷基板的稀土厚膜電路電熱元件及其制備工藝

有效

• 申請號: 200810029435.3
• 申請日: 2008-07-14
• 公開（公告）號: CN101321415A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 王晨;王克政
• 申請（專利權）人: 王晨;王克政
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;C03C10/02;C03C17/06
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 詹仲國

技術領域

本發明涉及電熱技術領域，更具體地說是涉及ALN微晶陶瓷基板、稀 土電子漿料、厚膜電路可控電熱元件及其制備工藝。

背景技術

在我國確立的可持續發展戰略中，涉及到的兩個方面是環境保護和提 高能量利用率，改善能量結構。在電加熱領域中，新型的加熱元件要求體 積要小，功率要大，表面熱負荷要大，熱惰性要小，熱效率要高，耗電要 低，熱啟動要快，溫度場要均勻，導熱性能優良、抗熱沖擊能力要強，無 污染，綠色、環保、安全可靠。

在金屬基板、微晶玻璃基板高效電熱元件已獲得市場認可，產生了一 定的社會效益、經濟效益之際，我們也發現當材料被用作熱導體或是絕緣 體時，熱導率就成為一個很重要的參數。因而，對于基片的諸要求中導熱 率就成為領軍指標，而金屬基板、微晶玻璃基板的熱導率又不是最好的， 當電熱元件在大功率、高溫運行時，導熱率低就有可能造成效率下降，尤 其在400～600℃運行時不僅造成效率下降，還會造成設計制造成本的增 加.且現有的ALN氮化鋁基片雖說熱導率是最好的，大功率高溫下使用性 能良好，但ALN材料韌性差、機械強度低，規格作不大，適用范圍受到了 很大限制。為此，研制一種韌性好，高強度、大規格的ALN微晶陶瓷基板 材料，附著力強、電熱性能良好的系列電子漿料，制備出高效環保、大功 率的厚膜電路電熱元件成為國內外市場急需解決的課題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術之不足而提供的一種體積小，功 率大，表面熱負荷大，熱導率高，熱效率高，熱啟動快，溫度場均勻，抗 熱沖擊能力強，機械強度高、無污染，綠色、環保、安全可靠的基于氮化 鋁微晶陶瓷基板的稀土厚膜電路電熱元件。

本發明的另一目的是提供一種基于氮化鋁微晶陶瓷基板的稀土厚膜 電路電熱元件的制備工藝。

本發明是采用如下技術解決方案來實現上述目的：一種基于氮化鋁微 晶陶瓷基板的稀土厚膜電路電熱元件，包括基片、系列電子漿料，所述系 列電子漿料以厚膜電路的形式制備在基片上，該系列電子漿料還包括封裝 漿料、電極漿料，系列電子漿料均由功能相、無機粘接相、有機載體三部 分組成。所述基片為ALN-YF₃-Y₂O₃-CaF₂-La₂O₃-ZrO₂稀土微晶陶瓷，各微晶 陶瓷粉體合成比例(重量比)為：ALN-YF₃-Y₂O₃-CaF₂-La₂O₃＝93.5～96.8∶3～ 1.5∶1～0.5∶2～1∶0.5～0.2，采用ZrO₂作晶核劑。

作為上述方案的進一步說明，所述ALN-YF₃-Y₂O₃-CaF₂-La₂O₃-ZrO₂稀土 微晶陶瓷，采用流延法(或壓延法)制備，低溫燒結而成，流延漿料主要 由固相成份、有機溶劑載體、無機粘接相三部分組成。

所述流延漿料中固相成份、有機溶劑載體、無機粘接相各部分的比例 為：(55～70)∶(20～30)∶(2.5～4.5)，流延漿料中還含有分散劑 (0.8～3)∶增塑劑(3.5～5.5)∶除泡劑(0.01～0.1)。

所述的固相成分為添加稀土氧化物的陶瓷粉體，有機溶劑載體包括溶 劑：二甲苯+無水乙醇、粘接劑：聚乙烯醇縮丁醛、分散劑：三油酸甘油酯、 增塑劑：磷苯二甲酸二丁酯+聚乙二醇、除泡劑：磷酸三丁酯、有機硅油、 醇類混合物。