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。装外壳等领域。装外壳等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆及其制备方法
[0001]本专利技术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。
技术介绍
[0002]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
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temperature co
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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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术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。本专利技术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。
[0007]为此，本专利技术提供一种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。
[0008]所述导电金属钨粉粒径大小为：0.5μm～2μm；
[0009]所述无机粘接相包括：92％～99％的Al2O3粉、1％～8％的烧结助剂。
[0010]所述烧结助剂包括：稀土氧化物、碱金属氧化物：CaO、Y2O
3、
MgO和滑石粉中的两种或多种组成，各氧化物含量分别为：CaO(0.3％～2.5％)、Y2O3(0.2％～2％)、MgO(0.4％～4.5％)和滑石粉(0.1％～1％)。
[0011]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。
[0012]所述有机粘接剂包括：甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醇、聚乙烯酸脂、酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种混合物组成。
[0013]所述增塑剂包括：邻苯二甲酸二丁脂，已二酸二正丁酯、大豆卵磷脂合氢化蓖麻油中的一种或多种混合物组成。
[0014]所述溶剂包括：甲醇、乙醇、甲苯、丙酮、二甲苯、乙酸丁酯、松油醇和丁基卡必醇中的一种或多种混合物组成。
[0015]所述钨浆料可以与氧化铝含量在92％～98％的氧化铝陶瓷匹配共烧，形成多层氧化铝电路板、多层组件、管壳或集成电路基板。
[0016]本专利技术提供一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆的制备方法，钨浆料制备工艺流程示意图如图1所示。包括如下步骤：
[0017](1)无机粘接相制备：将氧化铝粉、稀土氧化物、碱金属氧化物按比例称量后于球磨罐中，加入适量分散剂、无水乙醇球磨2小时～4小时，球磨结束后浆料倒入干燥皿中干燥、研磨、过200～300目筛网备用；
[0018](2)导电金属钨粉混合物制备：将称步骤(1)得到的无机粘接相和导电钨粉按比例称量后置于球磨罐中，再向球磨罐中加入适量分散剂、无水乙醇球磨2～4小时，球磨结束后浆料倒入干燥皿中干燥、研磨、过200～300目筛网备用；
[0019](3)有机载体的制备：按比例称取有机粘接剂、分散剂和溶剂，加入到搅拌溶解容器中，先将溶剂和分散剂加入并搅拌均匀，设置加热温度为50～150℃，搅拌转速为100～1000r/min，在边搅拌边加入有机粘接剂，直到其完全溶解分散均匀，密封保存备用；
[0020](4)多层氧化铝陶瓷用钨浆料的制备：将步骤(2)得到导电金属钨粉混合物和步骤(3)得到的有机载体按照一定比例称量后置于高速搅拌机内快速搅拌均匀，形成混合浆料，其中搅拌转速为1000～10000r/min，搅拌时间为10～60s；再将快速搅拌好的混合浆料采用三轴扎浆机进行反复多次(5～10次)滚扎，直到满足所需印刷粘度，得到所需多层氧化铝陶瓷用金属化钨浆电子浆料。
[0021]本专利技术与现有技术相比，具有以下优势：
[0022]本专利技术选用粒径为0.5μm～2μm的金属钨粉和具有稀土氧化物、碱金属氧化物组成
的无机粘接相以及有机载体经高速搅拌均匀后采用三轴轧浆机滚轧得到所需多层氧化铝陶瓷用金属化钨浆电子浆料，该金属化电子浆料具有流动性好、触变性好、分辨率高、方阻小，方阻阻值在5～20mΩ/
□
范围内；所制备的金属化电子浆料不仅能够同时满足不同氧化铝含量(92％～94％黑瓷和95％～98％白瓷)的多层氧化铝陶瓷布线电路板、组件和管壳等高温共烧匹配且平整度高、附着力强；可制备高精度功能印刷图形的印制以及制备其他多层互联陶瓷电子电路。
[0023]本专利技术所述金属化钨浆电子浆料原料来源广泛，制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，其特征在于，按质量百分比，包括：65％～90％导电金属钨粉，0％～15％无机粘接相，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。2.如权利要求1所述的一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，其特征在于，所述烧结助剂包括：稀土氧化物、碱金属氧化物：CaO、Y2O
3、
MgO和滑石粉中的两种或多种组成，各氧化物含量分别为：0.3％～2.5％的CaO、0.2％～2％的Y2O3、0.4％～4.5％的MgO和0.1％～1％的滑石粉。3.如权利要求1所述的一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，其特征在于，所述有机粘接剂包括：甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醇、聚乙烯酸脂、酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种混合物组成。4.如权利要求1所述的一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，其特征在于，所述增塑剂包括：邻苯二甲酸二丁脂，已二酸二正丁酯、大豆卵磷脂合氢化蓖麻油中的一种或多种混合物组成。5.如权利要求1所述的一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆，其特征在于，所述溶剂包括：甲醇、乙醇、甲苯、丙酮、二甲苯、乙酸丁酯、松油醇和丁基卡必醇中的一种或多种混合物组成。6.如权利要求1所述的一种HTCC用多层氧化铝陶瓷金属化钨浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)无机粘接相制备：将氧化铝粉、稀土氧化物、碱金属氧化物按比例称量后于球磨罐中，加入适量分散剂、无水乙醇球磨2小时～4小时，球磨结束后浆料倒入干燥皿中干燥、研磨、过200～300目筛网备用；(2)导电金属钨粉混合物制备：将称步骤(1)得到的无机粘接相和导电钨粉按比例称量后置于球磨罐中，再向球磨罐中加入适量分散剂、无水乙醇球磨2小时～4小时，球磨结束后浆料倒入干燥皿中干燥、研磨、过200目～300目筛网备用；(3)有机载体的制备：按比例称取有机粘接剂、增塑剂和溶剂，加入到搅拌溶解容器中，先将溶剂和增塑剂加入并搅拌均匀，设置加热温度为50℃～150℃，搅拌转速为100r/min～1000r/min，在边搅拌边加入有机粘接剂，直到其完全溶解分散均匀，密封保存备用；(4)金属化钨浆的制备：将步骤(2)得到导电金属钨粉混合物和步骤(3)得到的有机载体按照一定比...
【专利技术属性】
技术研发人员：舒国劲，窦占明，韩玉成，杜玉龙，庞锦标，袁世逢，刘凯，安家芳，
申请(专利权)人：中国振华集团云科电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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