一種用于氮化鋁襯底的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及厚膜漿料領(lǐng)域領(lǐng)域，具體涉及一種用于氮化鋁襯底的吸附力好、導(dǎo)電性能好的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，厚膜漿料工藝中常用的基片材料是性能較好的氧化鋁，但隨著對基片材料的熱導(dǎo)率的要求(在射頻產(chǎn)品方面還對介電常數(shù)等有要求)，行業(yè)內(nèi)首先想到的是發(fā)展氧化鈹，因為它的功率特性最好；但在幾年的發(fā)展中，氧化鈹剛處于技術(shù)工藝半成熟狀態(tài)時期，歐盟就提出了氧化鈹?shù)膭《拘?，不夠環(huán)保，對人體有傷害，因而在很多產(chǎn)品上被限制使用。ROHS(《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》)的提出更加劇了電子行業(yè)在材料上的更新?lián)Q代，這樣的背景下功率特性佳、具有環(huán)保特點的氮化鋁(AlN)材料備受青睞。
[0003]氮化鋁材料在厚膜漿料工藝方面的應(yīng)用，在一些高端領(lǐng)域已逐漸替代了氧化鋁陶瓷襯底，而一般傳統(tǒng)的厚膜導(dǎo)體漿料主要針對氧化鋁襯底發(fā)展進行研制，均采用硼硅酸鉛體系或硼硅酸鉛鋅體系，但這些體系均以劇毒的氧化鉛(PbO)為主要成分，PbO系玻璃料用于AlN陶瓷基片，在界面上發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，甚至使AIN陶瓷基片表面氧化，AIN陶瓷基片潤濕性變差，導(dǎo)體漿料就失去附著力。硼硅酸鉍體系是低熔點、適度膨脹，且具有良好濕潤性的玻璃，但其中的主要成分氧化鉍具有較高的活性，燒結(jié)時與氮化鋁(AlN)發(fā)生反應(yīng)釋放氣體，為了解決以上問題，熔制了氧化鉍質(zhì)量分數(shù)小于6的玻璃，研制出適用于AIN陶瓷基片的厚膜導(dǎo)體漿料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的提供一種用于氮化鋁襯底的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料，解決上述現(xiàn)有技術(shù)問題中的一個或者多個。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于氮化鋁襯底的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料，由如下重量份的組分組成，
[0006]銀鈀金屬粉75?85份，
[0007]玻璃粉6?12份，
[0008]有機載體10?20份。
[0009]本發(fā)明所提供的一種用于氮化鋁襯底的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料，主要面對氮化鋁(AlN)襯底研制的，適應(yīng)于制造出大功率、尚可靠、尚頻率、體積小、性能穩(wěn)定的氣化銷(AlN)功率負載產(chǎn)品；采用的玻璃體系不含有劇毒氧化鉛，且具有低熔點、適度膨脹和良好濕潤性能等優(yōu)點，不會與氮化鋁(AlN)襯底發(fā)生反應(yīng)，制得的厚膜導(dǎo)體層導(dǎo)電性能好，與氮化鋁(AlN)襯底的附著力強。
[0010]在一些實施方式中，所述銀鈀金屬粉的各組分的重量百分比為，銀粉80?90%，鈀粉10?20%。由此，可以具有電阻漿料的阻值更加穩(wěn)定，分散更好，元件溫度場更加均勻的效果。
[0011]在一些實施方式中，所述銀粉的粒度為3?8μπι，鈀粉的粒度為0.5?2μπι。此粒度范圍的銀鈀粉所制得的導(dǎo)體漿料效果更好。
[0012]在一些實施方式中，玻璃粉包括如下成分，S12, B2O3^ ZnO, Bi2O3^ ZrO2^MgO,玻璃粉的各組分的重量百分比為，S12S 10?30%，B2O3為10?20%，ZnO為35?55%，Bi 203為 5 ?15%，ZrO2S I ?4%，MgO 為 I ?4%。
[0013]在一些實施方式中，有機載體包括有機溶劑、增稠劑、表面活性劑和流平劑，有機載體包括如下重量份的組分，有機溶劑為88?95份，增稠劑為5?10份，表面活性劑為
0.5?3份和流平劑為0.5?3份。
[0014]在一些實施方式中，所述有機溶劑為丁基卡比醇、二甲苯、無水乙醇的混合物，所述丁基卡比醇、二甲苯、無水乙醇等質(zhì)量混合。
[0015]在一些實施方式中，所述增稠劑為聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇的混合物，所述聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇等質(zhì)量混合。
[0016]在一些實施方式中，所述表面活性劑為卵磷脂，所述流平劑為蓖麻油。
[0017]一種用于氮化鋁襯底的無鉛厚膜導(dǎo)體漿料的制作方法，包括如下步驟:
[0018]SI，制備固體粉末:將銀鈀金屬粉、玻璃粉按比例充分混合，銀鈀金屬粉與玻璃粉的重量份比為75?85份:6?12份；銀鈀金屬粉中銀粉的粒度為3?8 μ m，形狀為球形，鈀粉的粒度為0.5?2 μπι，形狀為球形；所述鈀粉占銀鈀金屬粉的質(zhì)量百分比為10?20%;所述玻璃粉中成分以及各成分所占的質(zhì)量百分比分別為，S12S 10?30%，B2O3為10?20%, ZnO 為 35 ?55%，Bi2O3為 5 ?15%，ZrO2S I ?4%，MgO 為 I ?4% ；
[0019]S2，制備有機載體；稱取有機載體的各組成分，在60?90°C溫度下，充分攪拌，得到有機載體；
[0020]S3，將固體粉末與有機載體混合研磨，得到所需的厚膜導(dǎo)體漿料。
【具體實施方式】
[0021]實施例1:
[0022]熔煉法制備玻璃粉
[0023]玻璃粉采用熔煉法制得，稱取Si0220g、B20315g、Zn055g、Bi2037g、Zr022.5g、MgO0.5g，充分混合放入坩禍中，在1180°C溫度下加熱熔化，經(jīng)過水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度為2?8 μπι;在60°C下，制備有機溶液，稱取4.2g 丁基卡比醇、4.2g 二甲苯、4.2g無水乙醇、0.55g聚乙稀醇縮丁醛、0.55g聚乙二醇、0.15g卵磷脂、0.15g蓖麻油充分攪拌即得；
[0024]選取粒度為4 μ m的Ag粉70g，粒度為0.8 μ m的Pd粉10g，粒度為2 μ m的玻璃粉6g充分混合后，加入14g的有機載體中充分混合研磨，得到所需的厚膜導(dǎo)體漿料，將制成的厚膜導(dǎo)體漿料用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在氮化鋁陶瓷襯底上，在空氣中，900°C，焙燒15分鐘(min)，測試其性能，其方阻為4.7m Ω / 口 (0.6mmX 60mm)，附著力大于20N (2mmX 2mm)。
[0025]實施例2:
[0026]熔煉法制備玻璃粉
[0027]玻璃粉采用熔煉法制得，稱取Si022 5g、B20315g、Zn050g、Bi2036g、Zr023g、MgOlg 符合上述重量百分比的各成分，充分混合放入坩禍中，在1200°C溫度下加熱熔化，經(jīng)過水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度為2?8 μ m ;在70°C下，制備有機載體，稱取3g 丁基卡比醇、3g 二甲苯、3g無水乙醇、0.4g聚乙烯醇縮丁醛、0.4g聚乙二醇、0.1g卵磷脂、0.1g蓖麻油充分攪拌即得；
[0028]選取粒度為8 μ m的Ag粉70g，粒度為2 μ m的Pd粉12g，粒度為4 μ m的玻璃粉Sg充分混合后，加入1g的有機載體中充分混合研磨，得到所需的厚膜導(dǎo)體漿料，將制成的厚膜導(dǎo)體漿料用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在氮化鋁陶瓷襯底上，在空氣中，880°C，焙燒15分鐘(min)，測試其性能，其方阻為5.4m Ω / □ (0.6mmX 60mm)，附著力大于25N (2mmX 2mm)。
[0029]實施例3:
[0030]熔煉法制備玻璃粉
[0031]玻璃粉采用熔煉法制得，稱取Si0230g、B2O31g, Zn050g、Bi2036g、Zr022g、Mg02g 符合上述重量百分比的各成分，充分混合放入坩禍中，在1250°C溫度下加熱熔化，經(jīng)過水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度為2?8 ym ;在80 °C下，制備有機載體，稱取3.52g丁基卡比醇、3.52g二甲苯、3.52g無水乙醇、0.6g聚乙稀醇縮丁醛、0.6g聚乙二醇、0.12g卵磷脂、0.12g蓖麻油充分攪拌即得；
[0032]選取粒度為6 μ m的Ag粉68g，粒度為2 μ m的Pd粉12g，粒度為3 μ m的玻璃粉Sg充分混合后，加入12g的有機載體中充分混合研磨，得到所需的厚膜導(dǎo)體漿料，將制成的厚膜導(dǎo)體漿料用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷在氮化鋁陶瓷襯底上，在空氣中，880°C，焙燒10分鐘(min)，測試其性能，其方阻為5.8m Ω / □ (0.6mmX 60mm),附著力大于27N (2mmX 2mm)。
[0033]實施例4:
[0034]熔煉法