32](-）制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置 以下实施例和对比例中配置方法为： 将纳米二氧化锡、三乙醇胺及溶剂混合，剧烈搅拌形成混合溶液I ;将四氯化锡、三氯 化锑、氢氟酸、硼酸、氯化钾及溶剂混合形成混合溶液II (若有其他成分则一并在该步骤加 入）；将混合溶液I加热至40~60°C，搅拌并缓慢加入混合溶液II，形成前驱体溶液。
[0033] 实施例1-1 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数包括： 四氯化锡 40 纳米二氧化锡 15 三氯化锑 3 氢氟酸 2. 5 硼酸 1.8 氯化钾 0.4 三乙醇胺 0. 5 乙醇 50 其中，纳米二氧化锡为平均粒径20nm的非晶二氧化锡颗粒。
[0034] 实施例1-2 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0035] 不同的是，纳米二氧化锡为平均粒径50nm的非晶二氧化锡颗粒。
[0036] 实施例1-3 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0037] 不同的是，纳米二氧化锡为平均粒径100nm的非晶二氧化锡颗粒。
[0038] 实施例1-4 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0039] 不同的是，纳米二氧化锡为平均粒径150nm的非晶二氧化锡颗粒。
[0040] 实施例1-5 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0041] 不同的是，纳米二氧化锡为平均粒径200nm的非晶二氧化锡颗粒。
[0042] 实施例1-6 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0043] 不同的是，纳米二氧化锡为如下粒径分布的非晶二氧化锡颗粒的混合物： 20 <粒径< 50nm的非晶二氧化锡颗粒 20wt%， 50 <粒径< lOOnm的非晶二氧化锡颗粒 50wt%， 100 <粒径< 200nm的非晶二氧化锡颗粒 30wt%〇
[0044] 实施例1-7 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数的成分配比与实施例1-1相同。
[0045] 不同的是，纳米二氧化锡为如下粒径分布的非晶二氧化锡颗粒的混合物： 20 <粒径< 50nm的非晶二氧化锡颗粒 15wt%， 50 <粒径< lOOnm的非晶二氧化锡颗粒 45wt%， 100 <粒径< 200nm的非晶二氧化锡颗粒 40wt%〇
[0046] 实施例1-8 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数包括： 四氯化锡 40 纳米二氧化锡 15 三氯化锑 3 氢氟酸 2. 5 硼酸 1.8 氯化钾 0.4 三乙醇胺 0. 5 乙醇 50 氯化镁 〇. 3 氯化锆 〇. 2 纳米二氧化锡为如下粒径分布的非晶二氧化锡颗粒的混合物： 20 <粒径< 50nm的非晶二氧化锡颗粒 20wt%， 50 <粒径< 100nm的非晶二氧化锡颗粒 50wt%， 100 <粒径< 200nm的非晶二氧化锡颗粒 30wt%〇
[0047] 实施例1-9 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数包括： 四氯化锡 40 纳米二氧化锡 15 三氯化锑 3 氢氟酸 2. 5 硼酸 1.8 氯化钾 0.4 三乙醇胺 0. 5 乙醇 50 四氯化镍 1 四氯化钛 0.5 纳米二氧化锡为如下粒径分布的非晶二氧化锡颗粒的混合物： 20 <粒径< 50nm的非晶二氧化锡颗粒 20wt%， 50 <粒径< lOOnm的非晶二氧化锡颗粒 50wt%， 100 <粒径< 200nm的非晶二氧化锡颗粒 30wt%〇
[0048] 对比例（实验1-10) 所制备半导体电热膜的前驱体溶液的配置按重量份数包括： 四氯化锡 70 三氯化锑 3 氢氟酸 2. 5 硼酸 1.8 氯化钾 0.4 乙醇 50 ; (二）制备半导体电热膜的方法 为方便对比，以下实施例中采用的基底均为石英基底。
[0049] 实施例2-1 (1)配置前驱体溶液 按实施例1-1配置制备半导体电热膜的前驱体溶液。
[0050] (2)喷涂步骤 将基底加热至200°C，将步骤（1)中所得的前驱体溶液喷涂至基底表面；喷涂条件为： 喷射压力20kpa，喷射流量5ml/s。
[0051] (3)浸渍成膜步骤 将步骤（2 )处理后的基底浸入步骤（1)所得的前驱体溶液中，然后提拉成膜；提拉成膜 条件为：50mm/min。
[0052] (4)热处理步骤 将步骤（3)处理后的基底在600°C保温15min，900°C保温60min，自然冷却至室温获得 半导体电热膜。
[0053] 实施例2-2 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-2配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0054] 实施例2-3 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-3配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0055] 实施例2-4 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-4配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0056] 实施例2-5 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-5配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0057] 实施例2-6 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-6配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0058] 实施例2-7 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-7配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0059] 实施例2-8 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-8配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0060] 实施例2-9 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按实施例1-9配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0061] 对比例 2-10 与实施例2-1不同的是，在步骤（1)中按对比例1-10配置制备半导体电热膜的前驱体 溶液。
[0062] 对比例（实验2-11) 与实施例2-1不同的是，步骤（4)为：将步骤（3)处理后的基底在900 °C下热处理 75min，自然冷却至室温获得半导体电热膜。
[0063] 对比例（实验2-12) 与实施例2-1不同的是，省略步骤（2)喷涂步骤。
[0064] (三）所制备电热膜的性能测试 需要说明的是：附着力测试 根据国家机械行业标准JB/T 8554-1997《气相沉积薄膜与基体附着力的划痕试验法》 的相关要求进行附着力测试。采用WS-2005型涂层附着力自动划痕仪进行测试，测试方法 为：声发射测量方式测试。加载速率5N/min，划痕速率2mm/min。
[0065] 电阻变化率：（1)工作温度从室温至1000°C下电阻变化率I ; (2)工作2500小时 后电阻变化率II。
[0066] 其他测试：薄膜厚度、方块电阻、漏电流等性能测试均采用常规测试手段。
[0067] 对实施例2-1至实施例2-9,对比例2-1U2-12进行性能测试，相应样品编号分别 为2-1至2-11，结果见表1。
[0068] 表1.样品2-1至2-12主要性能参数测试结果。
[0069] 从样品2-1至2-12的数据可知，采用本发明的技术方案，即添加相应纳米二氧化 锡的基础上，在成膜方法、成膜厚度相同的情况下：能够有效地提高薄膜在基底上的附着 力，膜厚约〇· 6 μπι的情况下，附着力最高可达约160N，有效地提高了抗击热震的能力；同 时，漏电流和升温电阻变化率、长期工作电阻变化率均有效下降。实验显示，喷涂工艺与浸 溃法的结合也对附着力的提尚及电热I旲工作稳定性的提尚有积极的影响。
【主权项】
1. 一种用于制备半导体电热膜的前驱体溶液，其特征在于，所述溶液按重量份数包 括： 四氯化锡 25~45 纳米二氧化锡 5~25 三氯化锑 1~6 氢氟酸 〇. 5~4 硼酸 0. 1~1. 5 氯化钾 0. 3~0. 5 三乙醇胺 0. 2~0. 8 溶剂 20~60。2. 根据权利要求1所述的用于制备半导体电热膜的前驱体溶液，其特征在于，所述纳 米二氧化锡为粒径约20~200nm的非晶二氧化锡颗粒。3. 根据前述任一项权利要求所述的用于制备半导体电热膜的前驱体溶液，其特征在 于，所述前驱体溶液还包括： 氯化镁 0. 1~0. 5 氯化锆 0. 1~0. 5。4. 根据前述任一项权利要求所述的用于制备半导体电热膜的前驱体溶液，其特征在 于，所述溶剂为水、乙醇、异丙醇等中的一种或几种。5. -种制备半导体电热膜的方法，其特征在于： (1) 配置前驱体溶液 按重量份数： 四氯化锡 25~45 纳米二氧化锡 5~25 三氯化锑 1~6 氢氟酸 〇. 5~4 硼酸 0. 1~1. 5 氯化钾 0. 3~0. 5 三乙醇胺 0. 2~0. 8 溶剂 20~60 称取原料，混合形成前驱体溶液； (2) 喷涂步骤 将基底加热至约200至300°C，将步骤（1)中所得的前驱体溶液喷涂至基底表面； (3) 浸渍成膜步骤 将步骤（2)处理后的基底浸入步骤（1)所得的前驱体溶液中，然后提拉成膜； (4) 热处理步骤 将步骤（3)处理后的基底在约500至900°C下热处理约20至120min，自然冷却至室温 获得半导体电热膜。6. 根据权利要求5所述的制备半导体电热膜的方法，其特征在于，步骤（2)中所述喷涂 条件为：喷射压力l〇~20kpa，喷射流量l~10ml/s。7. 根据权利要求5或6中任一项所述的制备半导体电热膜的方法，其特征在于，步骤 (3) 中所述的提拉成膜条件为：0. 5~500mm/min。8. 根据权利要求5至7中任一项所述的制备半导体电热膜的方法，其特征在于，步骤 (4) 中所述的热处理步骤具体为：500~700°C保温5~20min，700~900°C保温15~100min。9. 一种半导体电热膜，其特征在于，采用权利要求1至6所述的前驱体溶液制备而成， 和/或，采用权利要求7至15所述的方法制备而成。10. 根据权利要求9所述的半导体电热膜，其特征在于，所述半导体电热膜在基底上的 附着力为100~170N，泄漏电流小于0? 2mA。
【专利摘要】<b>一种用于制备半导体电热膜的前驱体溶液、电热膜及其制备方法。首先，提供了以四氯化锡、纳米二氧化锡、三氯化锑、氢氟酸、硼酸、氯化钾、三乙醇胺及相关溶剂混合形成的制备半导体电热膜的前驱体溶液；其次，还提供了由喷涂成膜工艺和浸渍工艺相结合的成膜工艺，并辅以梯度热处理工艺，获得了成膜质量高、适宜大尺寸生产的半导体电热膜。本发明提高电热膜与基体的结合力，获得了抗热冲击能力强的电热膜；提高大面积成膜的均一性和制膜效率；获得方块电阻可调范围大的电热膜以适应不同行业需求。</b>
【IPC分类】H05B3/34, H05B3/14
【公开号】CN105228273
【申请号】CN201510683050
【发明人】韦建中, 葛金生, 贺旭辉
【申请人】江苏江汉电热设备科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月21日