CN107464600A - 高温共烧陶瓷厚膜导体浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料80~90%；悬浮液10~20%，粉料包括钨粉及无机粘结剂，各组分的重量百分比为：钨粉92~96%；无机粘结剂4~8%，无机粘结剂为氧化铝粉，悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇92~96%；乙基纤维素3~7%；邻苯二甲酸二丁酯0.5~2%。本发明单纯利用氧化铝作为无机粘结剂，氧化铝陶瓷基板的主要成分是氧化铝，单纯采用氧化铝作为无机粘结剂，在烧结过程中无机粘结剂与氧化铝陶瓷基板与颗粒之间发生化学反应，有利于导体与陶瓷基板相互粘结固定，匹配性好，金属化层更加致密。
Description
技术领域
本发明涉及高温共烧陶瓷电路板生产技术领域，具体涉及一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
背景技术
混合集成电路是将一个电路中所有元件的功能部分集中在一个基片上，能基本上消除电子元件中的辅助部分和各元件间的装配空隙和焊点，因而能提高电子设备的装配密度和可靠性，主要可应用于通讯设备、电力工业中的高压和大电流功率开关电路等测量的控制系统、航空航天的雷达和遥感等系统、以及民用电子产品等，其中厚膜导体是厚膜混合集成电路中应用范围最广、发展最早的元件之一。
厚膜导体技术是通过丝网印刷把导体浆料印刷到厚膜基板材料上，经过烧成在基板上形成粘附牢固的导电膜。厚膜导体技术所采用的厚膜基板材料通常为陶瓷材料，在陶瓷材料中，氧化铝陶瓷基板以其优良的导热性、良好的绝缘性、化学稳定性和导电性能，价格合理，并且作为传统的集成电路基片，其制备以及金属化的研究应用均比较成熟，而96%氧化铝基板为标准的厚膜陶瓷基板材料，目前仍为厚膜电路中使用最多的陶瓷基板。
目前，随着我国各行业的发展和自动化程度的提高，对混合集成电路的规模、功能以及稳定性等的要求越来越高。为了实现设备的小型化、高可靠性、低功耗，高温共烧陶瓷基板技术作为共烧陶瓷芯片组件的重要部分近两年得到迅速发展，其特点是结构强度高、电热性能好、化学性能稳定和布线密度高。氧化铝基板与导体浆料的高温共烧技术是十分重要，由于96%氧化铝的烧结温度为1400~1650℃，传统的金属厚膜导电材料如银、金、铂等贵金属以及近些年兴起的铜等贱金属不适合作为其共烧导体材料，只能采用难熔的钨、钼作为导电材料。
现有的以难熔的钨作为导电材料的导体浆料主要包括钨粉、无机粘结剂和有机载体。而无机粘结剂主要有玻璃料粘结剂或混合氧化物，采用玻璃料粘结剂，钨与陶瓷基座的结合强度受玻璃强度的限制，玻璃存在于金属导体层中，增大电阻率，烧结条件苛刻。采用混合氧化物粘结剂，混合氧化物主要包括氧化铝、氧化铜、氧化钛、三氧化二钇等，成分较杂，对混度敏感性强。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，它是单纯利用氧化铝作为无机粘结剂，氧化铝陶瓷基板的主要成分是氧化铝，单纯采用氧化铝作为无机粘结剂有利于导体与陶瓷基板相互粘结固定，匹配性好，金属化层更加致密。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其中：包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料80~90%；悬浮液10~20%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉92~96%；无机粘结剂4~8%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇92~96%；乙基纤维素3~7%；邻苯二甲酸二丁酯0.5~2%。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料85%；悬浮液15%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉94%；无机粘结剂6%，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素5%；邻苯二甲酸二丁酯1%。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的悬浮液松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇92~96%；乙基纤维素3~7%；邻苯二甲酸二丁酯0.5~2%；氢化蓖麻油0.3~0.7%。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的悬浮液松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素4.5%；邻苯二甲酸二丁酯1%；氢化蓖麻油0.5%。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米。
本发明的有益效果为：
1、本发明单纯利用氧化铝作为无机粘结剂，氧化铝陶瓷基板的主要成分是氧化铝，单纯采用氧化铝作为无机粘结剂，在烧结过程中无机粘结剂与氧化铝陶瓷基板与颗粒之间发生化学反应，有利于导体与陶瓷基板相互粘结固定，匹配性好，金属化层更加致密。本发明的金属钨粉为球形钨粉，平均粒径为0.2～2微米，球形钨粉表面光滑，吸附的粘结剂量少，有利于提高导电浆料的印刷性、致密性和电学性能。
2、本发明的悬浮液中松油醇作为有机载体的有机溶剂，乙基纤维素作为浆料的有机载体结构的骨架，松油醇及乙基纤维素构成有机载体，有机载体的黏度直接影响浆料的黏度，而浆料黏度对于通孔填充浆料和线导体印刷浆料的配制非常重要。黏度低的浆料去填充通孔，浆料会从氧化铝基板的底部流出，黏度高的浆料流变性差，为了获得高产率，实现快速印刷，以及印制的线导体边缘整齐，没有断线、薄线等现象，配制的导体浆料应当具有合适的黏度。本发明的悬浮液中的松油醇及乙基纤维素的配比能够使浆料的黏度在合适范围内。
3、本发明的悬浮液中添加氢化蓖麻油作为流变助剂使用，在松油醇及乙基纤维素形成的有机载体内形成松散胶体结构，这种胶体结构之间的结合力较弱，但在低剪切力作用下，可以阻止载体流动。此外这种胶体结构还具有一定的触变性，剪切变稀即是一个很好的证明，乙基纤维素和松油醇的混合物中未出现这种现象，触变性可以提高浆料的印刷精度，丝网印刷时，刮板的剪切作用使导体浆料黏度变小，容易通过网孔漏印到氧化铝陶瓷基板上，失去剪切作用后，胶体结构重建，黏度增大，阻止导体浆料流动，保持印刷图形的清晰。
4、本发明的邻苯二甲酸二丁酯作为增塑剂使用，增塑剂的使用可提高导体浆料的可塑性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料80%；悬浮液20%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉96%；无机粘结剂4%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇92%；乙基纤维素6%；邻苯二甲酸二丁酯2%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨15小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
实施例二
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料90%；悬浮液10%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉92%；无机粘结剂8%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇96%；乙基纤维素3.5%；邻苯二甲酸二丁酯0.5%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨12小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
实施例三
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料85%；悬浮液15%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉94%；无机粘结剂6%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素5%；邻苯二甲酸二丁酯1%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨12小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
实施例四
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料80%；悬浮液20%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉96%；无机粘结剂4%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇92%；乙基纤维素7%；邻苯二甲酸二丁酯0.7%；氢化蓖麻油0.3%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨15小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
实施例五
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料90%；悬浮液10%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉92%；无机粘结剂8%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇96%；乙基纤维素2%；邻苯二甲酸二丁酯1.3%；氢化蓖麻油0.7%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨12小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
实施例六
一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料85%；悬浮液15%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉94%；无机粘结剂6%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素4.5%；邻苯二甲酸二丁酯1%；氢化蓖麻油0.5%。
制备上述高温共烧陶瓷厚膜导体浆料的制备工艺，包括以下工艺步骤：
a、按重量百分比称量钨粉及氧化铝粉，
b、按重量百分比称量松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯
c、将称量的钨粉及氧化铝粉加入球磨机中，启动球磨机球磨12小时；
d、将称量的乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及松油醇加入到搅拌机中，启动搅拌机混合搅拌直至完全溶溶，制成悬浮液，搅拌机搅拌时间为6小时，
e、将步骤d中制备的悬浮液体加入到球磨机中，启动球磨机球磨24小时，使球磨机中的悬浮液与粉料混合均匀，制成高温共烧陶瓷厚膜导体浆料。
要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其特征在于：包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料80~90%；悬浮液10~20%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉92~96%；无机粘结剂4~8%，所述的无机粘结剂为氧化铝粉，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇92~96%；乙基纤维素3~7%；邻苯二甲酸二丁酯0.5~2%。
2.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其特征在于：包括粉料及悬浮液，所述的粉料与悬浮液的重量百分比为：粉料85%；悬浮液15%，所述的粉料包括钨粉及无机粘结剂，钨粉与无机粘结剂的重量百分比为：钨粉94%；无机粘结剂6%，所述的悬浮液包括松油醇、乙基纤维素及邻苯二甲酸二丁酯，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素5%；邻苯二甲酸二丁酯1%。
3.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其特征在于：所述的悬浮液松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇92~96%；乙基纤维素3~7%；邻苯二甲酸二丁酯0.5~2%；氢化蓖麻油0.3~0.7%。
4.根据权利要求3所述的高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其特征在于：所述的悬浮液松油醇、乙基纤维素、邻苯二甲酸二丁酯及氢化蓖麻油，各组分重量百分比为：松油醇94%；乙基纤维素4.5%；邻苯二甲酸二丁酯1%；氢化蓖麻油0.5%。
5.根据权利要求1所述的高温共烧陶瓷厚膜导体浆料，其特征在于：所述的粉料中钨粉为球形钨粉，其粒径为0.2~2微米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171212 |