[发明专利]一种用于高温共烧AlN多层布线基板的填孔钨浆及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电通讯材料技术领域，是电子陶瓷封装技术发展的重要领域之一,具体涉及一种用于光电通讯行业的高温共烧AlN多层布线基板的填孔钨浆及其制备方法。

背景技术

随着电子信息、电力电子、半导体激光等行业装备的多功能化和自动化程度日益提高，要求电子线路系统必需具有功能完整、体积小、质量轻、高效率、高功率密度等特点，因而促进了相关的电子器件朝着大功率、高集成化和微型化方向迅速发展，很多产品需要在基板内部设计多层精密线路，从而达到电子器件需求，与之相适应的承载电子线路的基板在质量上提出了更高的要求，尤其是基板材料的稳定性和散热性能。传统的承载基板主要有PCB多层基板、Al₂O₃多层基板、AlN多层基板，其中PCB、Al₂O₃基板因热导率低，其散热性能达不到大功率、高集成线路基板要求，而AlN多层基板以160～230W/m.K高热导率、低介电常数、热稳定性能良好等优点逐渐取代传统的PCB、Al₂O₃多层基板。目前，AlN多层基板已经在大功率模块电路、半导体激光器和光通讯行业等领域显示巨大优越性，具有广泛市场空间。

AlN多层基板制作过程是通过流延生产适合的多层生瓷片(201410446360.4专利介绍)，然后通过对生瓷片冲孔，并对冲孔(通孔)填充导电浆料实现层与层之间互通，再通过印制、叠片、排胶、烧结等工艺制成为AlN多层基板。目前AlN多层布线工艺技术最多可达30层以上，该技术能满足电子器件朝着大功率、高集成化和微型化方向迅速发展的电路布线要求。因AlN生瓷片需要在1800℃以上才能够烧结成瓷，这就需要多层内部填孔所需的浆料能够承受高温烧结。传统的厚膜烧结的金浆和钯银浆料、多层LTCC金浆以及HTCC用的钼锰浆料等都不能满足高温要求；HTCC用的钨浆虽然满足高温烧结要求，但是与AlN生瓷片烧结不匹配。AlN多层产品对填孔的浆料质量性能要求很高，具体如：浆料能够承受1800℃以上的高温烧结；填孔浆料的固含量需要达到90％以上；填孔浆料的收缩与AlN生瓷片的收缩相匹配；浆料的粘度控制在一定范围内，既要满足填孔工艺要求，又不能够产生边缘溢边现象。

发明内容

为克服现有浆料的不能满足AlN多层基板制作所需的要求，本发明提出的是一种用于高温共烧AlN多层布线基板的填孔钨浆，所制作的浆料能够满足高温共烧AlN多层布线基板制备过程中烧结高温、浆料与AlN生瓷片的匹配性等要求，从而实现AlN多层基板不同层之间上下互联导通。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于高温共烧AlN多层布线基板的填孔钨浆，包含有下述质量配比的原料：

85～92％的钨粉混合物、2～9％的无机粘结剂和6～13％的有机载体，所述钨粉混合物包含两种不同粒径的钨粉，一种为粒径在0.3～0.9μm的钨粉以及另外一种为粒径在1.0～2.5μm的钨粉，其粒径在0.3～0.9μm的钨粉占钨粉混合物的质量分数为45～65％。

进一步地，所述无机粘结剂包含有下述质量配比的原料：92～97.5％的AlN粉、2～7％的烧结助剂和0.5～1％的分散剂。

进一步地，所述有机载体包含有下述质量配比的原料：10～25％的有机粘结剂、0.5～5％的分散剂、10～40％的增塑剂和30～79.5％的溶剂。

优选地，所述两种不同粒径的钨粉在其平均粒度要求范围内，钨含量＞99.95％。

所示烧结助剂为稀土氧化物、碱金属氧化物中：Y₂O₃、CaO、MgO中一种或两种；

所述分散剂为常用的油酸、三油酸甘油酯、鱼油、RE-610等一种或两种；

所述有机粘结剂为常用的乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等一种或两种；

所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)一种或两种；

所述溶剂为丙酮、丁酮、乙醇、乙酸乙酯、二乙二醇乙醚醋酸酯等中的一种或两种。

本发明还提供一种所述填孔钨浆的制备方法，包括如下步骤：

1)将两种不同粒径的钨粉混合球磨，制成钨粉混合物，具体方法为：

将称量好的两种不同粒径的钨粉分别过200～300目网筛，除去大颗粒和硬团聚，将过筛后的两种钨粉加入到球磨罐中，再向球磨罐中添加溶剂进行球磨，球磨结束后将浆料倒入敞口的容器中进行干燥，最后将干燥后的粉末粉碎过筛；