[发明专利]一种用于低温共烧陶瓷基板的导电银浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于低温共烧陶瓷基板的导电银浆及其制备方法，其中，以质量百分比计算，包括如下组分：80％～90％的银粉、3%～6%的高分子树脂、0.4％～1％的玻璃粉和6％～16％的溶剂；所述高分子树脂由乙基纤维素、壳聚糖以及有机硅改性聚酯组成。依照本发明得到的导电银浆与低温共烧陶瓷基板共烧具有良好的匹配性，导电银浆烧结后银层平整、致密，银层与陶瓷界面结合力强，器件内部不出现开裂分层，具有良好的导电性和耐焊性。

技术领域

本发明涉及导电浆料技术领域，特别涉及用于低温共烧陶瓷基板的导电银浆及其制备方法。

背景技术

随着现代信息技术的飞速发展，对电子产品的小型化、便捷化、多功能、高可靠提出了需求。LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)技术即低温共烧陶瓷技术，是一种先进的无源集成及混合电路封装技术，它可将三大无源元器件(包括电阻器、电容器和电感器)及其各种无源组件(如滤波器、变压器等)封装于多层布线基板中，并与有源器件(如：功率MOS、晶体管、IC电路模块等)共同集成为一完整的电路系统。低温共烧陶瓷技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术，因其能够满足电子产品的上述需求，已成为未来电子元件集成化、模组化的首选。作为高性能、低能耗的器件的设计基础，LTCC技术及相关材料的研发必将在军、民等领域具有巨大的应用价值。

目前，国内外低温共烧导电浆料市场主要被Ferro、Dupont 等国际知名企业所垄断，国内在此领域始终未能取得关键性突破，主要原因之一就在于国内企业尚未能掌握低温共烧导电浆料所需的银粉、玻璃粉、有机载体等基础材料的核心配方和关键制备工艺技术。这不仅导致我国研发生产的LTCC 器件成本很高，更重要的是核心关键技术和产品受制于人，严重阻碍了我国电子浆料技术和产业的升级发展。

低温共烧陶瓷技术为了降低烧结温度，陶瓷通常采用掺入低熔点氧化物或低熔点玻璃来实现，复杂的体系使得传统的银浆难以与其匹配，甚至不能达到基本使用要求。传统导电银浆与低温共烧陶瓷基体共烧过程中，由于陶瓷与银粉以及银粉与银粉之间的亲和力存在差异性，导致银粉过度向瓷体扩散造成绝缘电阻下降，存在电路电击穿的风险，还造成银电极层在烧结后易于出现较多空洞；而银层与陶瓷界面结合力不足，会导致器件内部出现开裂分层的严重后果。此外，由于金属与陶瓷扩散系数不同，扩散速度差异导致在界面的两侧凹凸不平，导致基板的平整度下降。

鉴于此，本领域亟需开发更加适于低温共烧陶瓷基板用的导电银浆。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种LTCC陶瓷基板的共烧匹配性好的导电银浆，该导电银浆烧结后银层平整、致密，银层与陶瓷界面结合力强，器件内部不出现开裂分层，并且具有良好的耐焊性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于低温共烧陶瓷基板的导电银浆，其中，以质量百分比计算，包括如下组分：80％～90％的银粉、3%～6%的高分子树脂、0.4％～1％的玻璃粉和6％～16％的溶剂；所述高分子树脂由乙基纤维素、壳聚糖以及有机硅改性聚酯组成。

在本发明中，基于成本的考虑以及浆料的性能，银粉的质量百分比进一步优选为83～85%。所述银粉的形状可以是球状、类球状、片状、三角状、棒状、带状和树枝状之中的一种或者多种。优选地，银粉为片状银粉。对于片状粉的粒径没有特别限制，优选情况下，通过动态光散射法测定的平均粒径(50％D)为2～5μm。该范围粒径的银粉制成的银浆利于银粉均匀分散于有机载体中，以烧结后形成导向性能均一性好的导电电极、导电网格等，同时有利于提高银浆本身烧结的匹配性以及附着力度。

在本发明中，优选情况下，乙基纤维素、壳聚糖以及有机硅改性聚酯的重量比为1:0.05～0.1:0.1～0.15。

在本发明中，优选情况下，所述玻璃粉包括35％～50％的氧化铋、10％～20％的氧化钙、15％～25％的氧化硅、8％～10％的氧化锌和15％～20％的氧化铝。