用于金属芯基板和电子器件的绝缘浆料制造技术

本发明专利技术的绝缘浆料包含（ａ）玻璃粉，和（ｂ）有机溶剂，其中所述浆料中包含氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）和氧化钛（ＴｉＯ↓［２］）中的一个或两者作为玻璃扩散抑制剂，并且所述玻璃扩散抑制剂的含量按所述浆料中无机组分的含量计为１２至５０重量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于金属芯基板和电子器件的绝缘浆料
技术介绍
专利
本专利技术涉及用于制备在金属芯基板上形成的绝缘层的绝缘浆料。此外， 本专利技术还涉及使用该绝缘浆料制备的电子器件。
技术介绍
近年来，金属芯基板常被用作多种类型的电子和电气器件以及半导体器 件的电路基板。金属芯基板具有在由多种类型的金属或金属合金例如铜、 铝、铁、不锈钢、镍或铁镍合金制成的板状金属基底上形成的电子电路，其 中绝缘层在基板与电子电路之间。例如，具有有机绝缘层的金属芯基板在日本专利特开平H11-330309中有所公开。电子部件通过焊料安装在上述基板上，这对减小连接良好的电子电路与 焊料之间的接触电阻是有必要的。此外，金属芯基板上电子电路的位置精度也是必需的。金属芯基板上的绝缘层可以由(i)有机材料例如具有陶瓷填料的环氧化物 或(i i)无机材料例如玻璃/陶瓷)通过烧结方法形成。已经观察到，在玻璃系统内增大电子电路与绝缘层上焊料之间的接触电 阻方面存在问题。在将玻璃材料用于绝缘层的情况中，当烧结导体浆料时， 玻璃容易扩散至绝缘层上的导体薄膜上，并且玻璃会渗出到导体薄膜的表面 上。这种渗出情况增大导体薄膜与绝缘层上焊料之间的接触电阻，并且降低 两层之间的粘附强度。此外，在导电层的烧结过程中，绝缘层会再流动。这种再流动的结果是 导体图案偏离目标位置。期望通过防止导体浆料烧结过程中玻璃从绝缘层扩散至导体薄膜来改善 所制成的电子器件的特性。专利技术概述本专利技术涉及用于金属芯基板的改善的绝缘浆料，该浆料避免烧结过程中玻璃从绝缘层扩散至导体薄膜的问题。本专利技术的绝缘浆料包含(a)玻璃粉，和 (b)有机溶剂,浆料中包含氧化铝(A 1 203)和二氧化钛(Ti02)中的一个或两者作 为玻璃扩散抑制剂，该玻璃扩散抑制剂的含量按浆料中无机组分的含量计为 12至50重量％，并且优选为12至30重量％。本专利技术的绝缘浆料可包含玻璃扩 散抑制剂作为玻璃粉组分和/或作为添加剂，即作为陶瓷粉。在本专利技术中，所述玻璃粉优选具有320'C至48(TC的转化点和37(TC至 56(TC的软化点。本专利技术还涉及包含由上述绝缘浆料形成的绝缘层的电子器件。该电子器 件具有板状金属基底、 一个或两个或更多个在金属基底上形成的绝缘层、以 及在绝缘层上形成的电子电路，至少与电子电路接触的绝缘层包含氧化铝 (Al203)和二氧化钛(TiO》中的一个或两者来作为玻璃扩散抑制剂，该玻璃扩散 抑制剂的含量按绝缘层中无机组分的含量计为12至50重量％，优选为12至 30重量％。在本专利技术的电子器件的变型中，绝缘层可以由两个或更多个层压的绝缘 层组成。在这种情况下，只有与电子电路接触的绝缘层可以包含玻璃扩散抑 制剂。使用本专利技术的绝缘浆料制备的电子器件在导体薄膜与焊料之间具有满意 的连接和低的接触电阻。此外，在使用本专利技术的绝缘浆料的情况中，可防止绝缘层上的导体薄膜 (电子电路等)在烧结过程中偏离目标位置。附图简述附图说明图1示出了使用金属芯基板的电子器件的示意图，图1A示出了使用单一 绝缘层的实例，图1B示出了使用多个(2个)绝缘层的实例；图2A至2E是说明图1A中电子器件制备方法的图片；图3示出了实施例1至7中所形成的电路基板的照片(实施例的照片在 这些图片上标为3A-3G，比较实施例1至4的照片标为3H-3K)。图4示出了实施例1至7和比较实施例1至4中所形成的电路基板上导 体薄膜表面的电子显微照片。(实施例1-7的显微照片在这些图片上标为4A-4G,比较实施例1至4的显微照片标为4H-4K)。专利技术详述本专利技术是用于金属芯基板的绝缘浆料。本专利技术的绝缘浆料包含(a)玻璃 粉，和(b)有机溶剂，浆料中包含氧化铝(Al力3)和二氧化钛(Ti02)中的一个或 两者来作为玻璃扩散抑制剂。这样，本专利技术的用于金属芯基板的绝缘浆料包含A 1 203、 Ti02或两者来作 为玻璃扩散抑制剂。在本专利技术的描述中，玻璃扩散抑制剂是指A 1 203、 1402或 两者。本专利技术的绝缘浆料可包含玻璃扩散抑制剂作为玻璃粉的组分、作为陶瓷 粉或作为陶瓷粉和玻璃粉的组分。在本专利技术中，Ah03和/或Ti02作为玻璃粉的 组分被包含(AlA和/或Ti02作为玻璃结构的网络的组分被包含)，或者将 AlA和/或Ti02作为陶资填料或与玻璃粉分开的粉末添加到绝缘浆料中(包含 的AlA和/或Ti02不是作为玻璃结构的网络的组分)。本专利技术还包括这样的 情况，即所包含的AlA和/或Ti02既作为玻璃结构的网和陶瓷填料的组分， 也作为陶瓷填料。例如，通过将二氧化硅、硼、铋和其他金属的金属氧化物与金属氧化物 或水合铝及钛混合，然后通过熔融、骤冷和碎玻璃化来制备作为网络结构的 含AlA和/或7102的玻璃。然后，对该石年玻璃进行湿式或干式才几械破碎，如 果采用湿式破碎，随后要进行干燥步骤，以得到粉末。在具有所需粒径的情 况下，可以根据需要随后进行筛选分类。作为玻璃扩散抑制剂的八1203和/或Ti02的含量按绝缘浆料中无机组分的 含量计为12重量％至50重量％，优选为12重量％至30重量％。绝缘浆料中两种组分A1A和Ti02的重量比率为Al 203:Ti02 = 100:0至 0: 100。在本专利技术的用于金属芯基板的绝缘浆料中，玻璃粉优选具有32(TC至480 'C的转化点和37(TC至56(TC的软化点。具有该转化点和软化点的玻璃粉可以 制造在65(TC或更低的烧结温度下具有优异特性的金属芯基板。尽管对玻璃粉的粒径和其他性能没有具体限制，但玻璃粉优选具有例如0.1至5|nm的平均粒径(D50)。如果平均粒径小于0. lpm,则浆料的分散性变 差，而如果平均粒径超过5jiim，则烧结后之形成缺陷例如空隙和针孔，从而难 以获得致密的薄膜。以下对本专利技术的用于金属芯基板的绝缘浆料中的每种组分进行说明。1. 玻璃粉通常用于金属芯基板的绝缘浆料中的玻璃粉为硼硅酸铅玻璃或铋-锌-二 氧化硅-硼玻璃。其具体实例包括日本专利特开2002-308645中所公开的玻璃(Bi203: 27至55°/。， ZnO: 28至55%, B203: 1 0至30%, Si02: 0至5°/。， A 1203: 0至 5%, La203: 0至5%, Ti02: 0至5%, ZrO 0至5%， Sn02: 0至5%, Ce02: 0至5%, MgO: 0至5%, CaO: 0至5%， SrO: 0至5%， BaO: 0至5%, Li20: 0至2%, Na20: 0 至2°/。， K2O:0至2%)，以及日本专利特开2003-34550中所公开的玻璃(Bi203: 56至88%， B203: 5至30%, Sn02 + Ce02: 0至5%, ZnO: 0至20%, Si02: 0 至15%, A1203: 0至10%， Ti02: 0至10%， Zr02: 0至5%， Li20: 0至8%, Na20: 0 至8°/。， K20: 0至8%, MgO: 0至10%, CaO: 0至10%， SrO: 0至10°/。， BaO: 0至 10%， CuO: 0至5%， V205: 0至5%, F: 0至5% )。2. 八1203和Ti(U分尽管对能用于本专利技术的绝缘浆料的A1A和Ti02粉没有具体限制，但平本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于金属芯基板的绝缘浆料，所述浆料包含：　（ａ）玻璃粉，和（ｂ）有机溶剂，　其中，所述浆料中包含氧化铝（Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］）和二氧化钛（ＴｉＯ↓［２］）中的一个或两者作为玻璃扩散抑制剂，所述玻璃扩散抑制剂的含量按所述浆料中无 机组分的含量计为１２至５０重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-20 11/820,9861.用于金属芯基板的绝缘浆料，所述浆料包含(a)玻璃粉，和(b)有机溶剂，其中，所述浆料中包含氧化铝(Al2O3)和二氧化钛(TiO2)中的一个或两者作为玻璃扩散抑制剂，所述玻璃扩散抑制剂的含量按所述浆料中无机组分的含量计为12至50重量％。2. 根据权利要求1的用于金属芯基板的绝缘浆料，其中，所述玻璃扩散抑制剂作为所述玻璃粉的组分被包含。3. 根据权利要求1的用于金属芯基板的绝缘浆料，其中，所述玻璃扩散抑制剂作为(c)陶瓷填料被包含。4. 根据权利要求1的用于金属芯基板的绝缘浆料，其中，所述玻璃扩散抑制剂作为所述玻璃粉的组分以及作为(c)陶瓷填料被包含。5. 根据权利要求1的用于金属芯基板的绝缘浆料， 其中，所述玻璃扩散抑制剂的含量按所...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶明，浜口真佐树，仲岛直人，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]