[发明专利]氮化铜基印刷电极及其制造方法

说明书

本发明公开了一种氮化铜基印刷电极，包括：25‑75%的致密铜、20‑70%的氮化铜以及5‑10%的辅助材料，其中，所述致密铜被配置为占电极横截面截面积的30%‑80%。通过上述方案得到的氮化铜基印刷电极具有可印刷、导电率高、性能稳定、成本低、方便大规模制造等特点，可用于高性能集成芯片制造。本发明还公开一种氮化铜基印刷电极制造方法。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别指一种氮化铜基印刷电极及其制造方法。

背景技术

高导电率电极引线是集成电路、芯片生产制造，封装互连的关键材料。印刷是一种十分简洁的电极制造方法且与LTCC、PCB、MEMS等集成电路制造工艺具有很强的兼容性，可印刷电极具有着很大的市场的市场应用背景与巨大的商业潜力。

铜的迁移率较高，十分适合用作引线材料，但传统方式利用铜粉浆料印刷的铜电极致密度较低。在印刷以及加热过程中，致密度低的铜在空气或高温环境中极易被氧化生成难以导电的氧化铜或氧化亚铜，导致电阻率大幅增加。铜电极被氧化电阻率降低主要来自于两部分.1.铜粉体颗粒之间较差的致密度，使得铜粉体颗粒之间的空隙被氧化。2.铜电极成型后，其表面被氧化。其中，在实际应用过程中，前者对电极导电率的影响远大于后者。为了抑制铜的氧化，很多研究者采用在铜粉表面包覆包裹一层保护层的方式制成高温抗氧化的铜导电浆料，减少铜粉与氧气的接触，国内外采用的方法主要有：（1）包覆导电的碳或石墨烯；（2）包覆惰性金属；（3）包覆有机物；（4）包覆无机物等。这些方法工艺步骤复杂，且产量较低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种工艺较为简单、成本较低的氮化铜基印刷电极及其制造方法。

技术方案：一种氮化铜基印刷电极，包括：

包括按质量分数构成的以下组分：

25-75%的致密铜、20-70%的氮化铜以及5-10%的辅助材料，其中，所述致密铜被配置为占电极横截面截面积的30%-80%。

进一步地，，所述辅助材料为黏结剂、塑性剂和或增稠剂。

一种制造氮化铜基印刷电极的方法，包括以下步骤：

S100：使用氮化铜浆料对基板进行印刷预设的图形电极，得到图形化氮化铜浆料；

S200：将图形化氮化铜浆料进行干燥处理；

S300：恒温加热图形化氮化铜浆料至400-800°C并保持30-60min，即得所述氮化铜基印刷电极。

进一步地，在所述步骤S100后还包括步骤S101：

印刷后静置10-30分钟，印刷基板材质为半导体、陶瓷或树脂纤维。

进一步地，所述步骤S200中，干燥处理包括将图形化氮化铜浆料置入恒温箱干燥，温度为80-150°C，时间30分钟。

进一步地，在所述步骤S200后，还包括步骤S201：干燥处理后，将图形化氮化铜浆料置于常温氮气环境下放置30分钟。

进一步地，所述干燥处理过程在氮气环境下进行。

进一步地，所述步骤S300在氮气环境下进行。

有益效果：本发明通过上述方法，提出的一种氮化铜基印刷电极及其制造方法能够大幅度减少氧化对铜电极电阻率带来的影响。1.印刷物为氮化铜浆料作为中间物，能够减小印刷等中间过程对于铜电极的影响。2.印刷成型后氮化铜热处理生成高致密度铜电极，反应效率快，反应产物为纯洁的铜和氮气，且能快速成型，构成致密平整的铜电极表面。其中，氮气环境能够明显减少空气对铜的氧化效果，直到铜电极成型。极大地减清了铜金属缝隙中的氧化效果。因此，利用此方法制造的印刷铜电极具有高致密度，高电导率的特点，电极性能优越。

具体实施方式