[发明专利]一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆及其制备方法

说明书

一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆及其制备方法，属于电子元器件领域。所述金属化钨浆包括65％～90％导电金属钨粉、0％～15％无机粘接相及10％～30％有机载体。所述导电金属钨粉粒径大小为0.5μm～2μm；所述无机粘接相包括：92％～99％的Al₂O₃粉，1％～8％的烧结助剂；所述有机载体包括：5％～35％的有机粘接剂，5％～60％的增塑剂和5％～90％溶剂组成。所述制备方法包括无机粘接相制备、导电金属钨粉混合物制备、有机载体的制备、金属化钨浆的制备等步骤。解决了现有金属化钨浆料通用性差，材料性能难以兼顾的问题。广泛应用于HTCC多层陶瓷电路板、多层组件、集成电路基板及封装外壳等领域。

技术领域

本发明属于电子元器件领域，进一步来说涉及HTCC陶瓷材料领域，具体来说，涉及多层氧化铝陶瓷金属化钨浆及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术、计算机、通讯技术等电子信息产业的高速发展，电子元器件的高集成、高速度、高密度、高可靠性和小型化要求越来越高，使得高温共烧陶瓷(High-temperature co-fired ceramics，简称HTCC)技术及其相应材料的快速发展。高温共烧氧化铝陶瓷基板具有机械强度高、导热性能好、材料成本低、耐腐蚀、耐高温、寿命长和布线密度高等优点，被广泛应用于高可靠性微电子集成电路、大功率微组装电路和车载大功率电路等领域。

根据氧化铝含量、添加剂以及用途的不同，氧化铝陶瓷又可以分为白瓷(氧化铝含量95％～98％)和黑瓷(氧化铝含量92％～94％)。白瓷广泛用于厚膜电路、薄膜电路、多层HTCC电路板等陶瓷基板领域，黑瓷广泛用于气密性强、不透光、高可靠性的集成电路封装外壳领域。其中，氧化铝陶瓷基板、集成电路封装外壳大多采用多层陶瓷结构，氧化铝含量通常为92％～98％。目前，被广泛用于实现多层电子电路和器件互联的常规导体浆料，如Au、Ag、Pd、Pt、Cu等及其混合物的熔点均比较低(≤1200℃)，而含氧化铝92％～98％的多层氧化铝陶瓷材料烧结温度在1450～1650℃，故不适用于HTCC技术。HTCC技术的关键在于所使用的不同配比氧化铝陶瓷与导体浆料共烧时，需控制陶瓷与金属浆料不同界面间的反应和扩散，使得陶瓷与浆料共烧匹配，界面层间在致密化速率、烧结收缩率及热膨胀速率等方面尽量达到一致，减少层裂、翘曲和裂纹等缺陷的产生。

金属钨不仅熔点高达3410℃，而且导电、导热性能好，热膨胀系数小；目前，对于HTCC用金属化钨浆料而言，根据氧化铝含量和用途的不同，综合高温共烧匹配性、附着力、浆料流动性、触变性、分辨率、方阻的具体要求来配制不同配比的金属化钨浆料来进行对应的匹配共烧。虽然，目前国内做HTCC共烧陶瓷厂家较多，然而，对于HTCC用金属化钨浆料国内外的生产厂家较少，也没有像Au、Ag等浆料系列化生产；此外，对于在大批量工业化生产中而言，氧化铝含量的不同，需要开发不同配比的金属化钨浆料来进行对应的匹配共烧，从而导致现有金属化钨浆料型号繁多，使用现场管理困难，较多牌号的浆料混料、混乱、混用，难以满足批量化生产的需求。因此，开发出一种能同时满足不同氧化铝含量(92％～94％黑瓷和95％～98％白瓷)的多层氧化铝陶瓷电路板高温共烧匹配、附着力强且有良好的流动性、触变性、分辨率高、方阻小的金属化钨浆具有重要的意义与商用价值。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决现有金属化钨浆料通用性差，材料性能难以兼顾的问题。本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种具有流动性好、触变性好、分辨率高、方阻小的与HTCC技术及不同氧化铝含量(92％～94％黑瓷和95％～98％白瓷)多层氧化铝陶瓷相匹配的金属化钨浆及其制备方法，能够同时满足的多层陶瓷高温共烧、高精度印刷、低损耗互联等要求。

为此，本发明提供一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，所述金属化钨浆的组成部分按质量比，包括：65％～90％导电金属钨粉、0％～15％无机粘接相和10％～30％有机载体。

所述导电金属钨粉粒径大小为：0.5μm～2μm；