[发明专利]一种可低温烧结布线的厚膜导电浆料及其应用

说明书

本发明提供了一种可低温烧结布线的厚膜导电浆料及其应用，所述厚膜导电浆料包括的组分及其质量百分比为：银60‑80%，玻璃料5‑15%，有机料10‑20%；其中，所述玻璃料包含的组分为Bi₂O₃、B₂O₃、ZnO、SiO₂和TiO₂。采用本发明的技术方案，本发明技术方案的无铅低熔点厚膜导电浆料，厚膜浆料中不含铅为环境友好型电子浆料，解决了目前大多数电子浆料中含铅的问题。用此厚膜浆料通过丝网印刷的方式在氧化铝陶瓷基板上布线，在600℃即可实现烧结成厚膜电路，烧结过程中无需抽真空或加保护气。相对于传统的直接敷铜法和钼锰法，本发明所采用的厚膜法工艺简单、对设备的要求较低且易于实现自动化生产。

技术领域

本发明属于无铅低熔点电子材料技术领域，尤其涉及一种可低温烧结布线的厚膜导电浆料及其应用。

背景技术

随着电子工业的发展电子产品趋向于功能多样化、高性能化和产品小型化，此外5G通信技术的发展要求通信设备(网络基站、大型滤波器等)有更高的功率。对于高度集成的电子产品和大功率电子设备散热问题越来越突出，使用寿命也有待提高。目前，电子产品中的线路板以PCB基板为主，而PCB基板的导热性能差不能满足现在电子产品发展对其导热性能的要求。陶瓷基板由于具有的低热阻、耐高压、高散热、寿命长等优良特性，在大功率LED产业、高频电子设备、大型网络基站、滤波器件等领域具有非常广泛的应用前景，Al₂O₃陶瓷因具有优良的综合性能而得到广泛的应用。

目前，在工业领域氧化铝陶瓷基板上布线以及表面金属化的方法主要有直接敷铜法(DBC)、钼锰法和厚膜法。直接敷铜法是将铜箔直接敷在Al₂O₃陶瓷基板上，之后在高度真空的环境下加热到1070℃保温一段时间，使Cu和Al₂O₃陶瓷界面之间形成一定的Cu-Cu₂O共晶液体，即Cu[O]液体；氧化铝晶粒会逐渐溶解于Cu[O]液体中，当Al³⁺浓度达到其在Cu[O]液体中的极限溶解度时将以CuAlO2的形式析出，在界面上形成连续CuAlO₂层，冷却后形成牢固的敷接。钼锰法是在清洗后的氧化铝陶瓷的表面涂敷Mo-Mn涂料，然后在湿H₂/N₂气体中加热到1350-1550℃保温30-90min，降温时需在900℃转换为干H₂/N₂气冷却，进而实现陶瓷表面的金属化。直接敷铜法和钼锰法工艺复杂、对设备的要求极高、生产效率低以及高成本等特点制约了其在工业领域的大规模应用。厚膜法是将导电浆料通过丝网印刷的方式在Al₂O₃陶瓷基板上绘制线路，在空气氛围中加热到600-900℃烧结成厚膜电路，进而实现在氧化铝陶瓷表面布线。相比直接敷铜法和钼锰法，厚膜法工艺简单、设备要求低、生产效率高，因此应用前景广泛。然而目前作为厚膜导电浆料中的关键成分的低熔点玻璃料大多都是含铅玻璃，铅属于重金属对环境和人体健康，欧洲、美国和日本等发达国家已经明令禁止电子产业中铅的使用。因此，含铅厚膜导电浆料的使用受到极大的制约。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种可低温烧结布线的厚膜导电浆料及其应用，解决了目前氧化铝陶瓷基板上金属化或布线工艺复杂、生产效率低和成本高的问题，同时顺应环保要求实现电子产品的无铅化制造。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种可低温烧结布线的厚膜导电浆料，其包括的组分及其质量百分比为：银60-80％，玻璃料5-25％，有机料10-20％；所述银、玻璃料、有机料的百分比之和为100％，其中，所述玻璃料包含的组分为Bi₂O₃、B₂O₃、ZnO、SiO₂和TiO₂。