[發(fā)明專利]一種陶瓷導(dǎo)電材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010613269.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111732456A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡昕;曲元萍;張紅艷
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州藍(lán)晶研材料科技有限公司
• 主分類號: C04B41/90
• 分類號: C04B41/90;C04B41/52;H01P1/20
• 代理公司: 蘇州根號專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32276
• 代理人: 仇波

本發(fā)明提供了一種陶瓷導(dǎo)電材料及其制備方法和應(yīng)用。該陶瓷導(dǎo)電材料包括陶瓷基體，以及陶瓷基體表面的功能涂層，依次為：陶瓷基體，高分子導(dǎo)電膜、銅層、銀層、銀保護(hù)層；其中，高分子導(dǎo)電膜為聚吡咯衍生物、聚噻吩衍生物、聚苯乙烯磺酸衍生物中的一種或幾種的組合；銅層的厚度為5μm?10μm；銀層的厚度為1μm?3μm。本發(fā)明還提供了上述陶瓷導(dǎo)電材料的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的陶瓷導(dǎo)電材料具有結(jié)合力強(qiáng)，導(dǎo)電率高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電材料，尤其涉及一種陶瓷導(dǎo)電材料，屬于導(dǎo)電材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)發(fā)展，5G基站向著小型化、輕量化和高集成化發(fā)展，MassiveMIMO技術(shù)使得天線的數(shù)量倍數(shù)增長，因此對于濾波器的需求量也將大幅增加。5G陶瓷濾波器選用陶瓷作為傳輸介質(zhì)材料，具有高Q值、低插損、高介電常數(shù)、低損耗、體積小、重量輕和低成本等優(yōu)勢，必將成為5G基站濾波器的主流。

陶瓷表面金屬化常規(guī)處理方法(現(xiàn)行工業(yè)化方法)主要通過在陶瓷表面刷涂或噴涂金屬粉末涂料，然后通過燒結(jié)的方法，去除填料及溶劑，得到金屬化層，起到導(dǎo)電作用。201310392098.5，201480007836.2，201510794320.3，201710118096.5；201810259217.2；201910787991.5；202010008271.7等，這些專利使用的都為不同的金屬粉末，或者其漿料來得到金屬化涂層。在實(shí)際量產(chǎn)中，使用的為銀漿(固含量65-85％)，選用進(jìn)口的超細(xì)銀粉作為主要導(dǎo)電材料，刷完后進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，再進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，得到陶瓷表面金屬銀的材料作為陶瓷濾波器的核心部件。

該方法存在以下問題：

(1)為了達(dá)到一定的導(dǎo)電效果，通常需要噴涂、刷涂10微米左右的金屬圖層，該工藝均勻性很難控制，特別是在孔洞中，往往需要多次循環(huán)操作；

(2)為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電效果，需要銀的厚度約為10微米，在具體生產(chǎn)中，由于均勻性問題，為了實(shí)現(xiàn)難以附著的地方能夠達(dá)到要求，其他地方厚度往往超標(biāo)3-10倍，需要通過后續(xù)研磨工藝進(jìn)行減薄，耗費(fèi)大量的銀，成本非常昂貴；

(3)現(xiàn)有銀漿工藝中所用的超細(xì)銀粉，主要通過進(jìn)口獲得，國內(nèi)該方面技術(shù)落后較多；

(4)使用銀漿工藝生產(chǎn)出來的陶瓷濾波器在進(jìn)行焊接的時候，由于金屬熱膨脹系數(shù)與陶瓷相差較大，很容易形成陶瓷與金屬層的分離，降低產(chǎn)品良率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合力好、導(dǎo)電性能優(yōu)、成本低廉、易于工業(yè)化生產(chǎn)的陶瓷導(dǎo)電材料。

本發(fā)明的又一目的在于提供上述性能優(yōu)異的陶瓷導(dǎo)電材料的制備方法和應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種陶瓷導(dǎo)電材料，所述陶瓷導(dǎo)電材料包括陶瓷基體以及形成在所述陶瓷基體表面的功能涂層，所述功能涂層包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的高分子導(dǎo)電膜、銅層、銀層和銀保護(hù)層；所述高分子導(dǎo)電膜為聚吡咯衍生物、聚噻吩衍生物和聚苯乙烯磺酸衍生物中的一種或幾種的組合；所述銅層的厚度為5μm-10μm；所述銀層的厚度為1μm-3μm。本發(fā)明的陶瓷導(dǎo)電材料，利用高分子導(dǎo)電膜作為過渡層，可以與陶瓷基體形成較為牢固的結(jié)合力；使用銅層作為主要導(dǎo)電層，具有較好的導(dǎo)電性以及較低的制備成本；使用銀層作為外層金屬，可以對銅層進(jìn)行保護(hù)，防止銅層的氧化，同時可以起到提高焊接結(jié)合力的效果。

本發(fā)明又提供了一種陶瓷導(dǎo)電材料的制備方法，本發(fā)明的制備方法采用原位聚合方法，在陶瓷基體上合成一層高分子導(dǎo)電膜作為種子層，然后通過電鍍銅的方法在導(dǎo)電層上制備厚度為5-10μm的銅層，然后通過電鍍銀的方法制備銀層(1-3μm)，最后涂上一層銀保護(hù)層，起到對銅的保護(hù)作用，得到金屬化鍍層，滿足焊接要求。該制備方法包括：

在陶瓷基體上原位生成高分子導(dǎo)電膜：將陶瓷基體依次進(jìn)行表面調(diào)整、氧化和催化處理，得到原位生成高分子導(dǎo)電膜的陶瓷基材；