用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料及其制备方法，该方法包括如下步骤：步骤一，制备有机载体；步骤二，制备高温玻璃粉；步骤三，进行钨粉处理，得到钨铜合金粉体；步骤四，制备电极浆料：按照重量份数称取高温玻璃粉体1份

【技术实现步骤摘要】
用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料及其制造方法


[0001]本专利技术涉及电子浆料
，特别涉及一种用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着信息时代的飞速发展，电子设备不断向小型化、多功能、高可靠的方向发展，电路结构设计也变得越来越复杂；为了在一定几何尺度内能够布局更多不同功能的电路，电路结构设计通常采用多层布线的方式。氧化铝陶瓷是一种廉价易得的材料，具有电气性能优、结构强度高、与多种金属材料匹配性好的优点，因此被广泛用来作为多层布线技术中陶瓷基板的介质材料。作为多层陶瓷基板使用的氧化铝陶瓷中的氧化铝含量一般在91～96％左右，高温共烧陶瓷(HTCC)的烧结温度一般在1400℃
‑
1600℃，为满足高温共烧陶瓷(HTCC)表面或内部金属化的需要，选用熔点高于1400℃的金属来与其共烧。为了能在氧化铝陶瓷基板上实现多层布线，通常是将钨、钼、镍、铜等高熔点金属粉末或合金粉末与有机粘结剂混合制备成金属化浆料，然后通过丝网印刷方法将金属化浆料印刷在每一层陶瓷膜片上实现各平面的金属化；印刷在最外层的叫表面印刷浆料，叠层后位于内部的叫内层浆料，通过小孔填充工艺实现各层之间互联导电的叫小孔填充浆料，高温共烧陶瓷器件的金属化以及功能化的实现离不开各种与之匹配的电子浆料。
[0003]随着高温共烧陶瓷的发展，其应用面越来越广，对器件金属化电极的导电性能要求也随之提高。由于高温共烧陶瓷采用金属钨作为导电材料，存在先天性导电性能不足的缺陷；同时伴随着金属银为主体的低温共烧陶瓷的发展，采用金属钨作为导电材料的部分市场因导电性能的问题逐步被替代。
[0004]钨电极使用中被逐渐发现存在以下不足：
[0005](1)由于银、铜等导电性能较好的材料烧结温度均低于1400℃，温度较高时会出现汽化或渗入瓷体问题，无法使用在高温共烧陶瓷领域，且低温烧后的瓷体致密度和气密性均无法和高温烧结的瓷体相比，因此市场上在寻求导电性能优于钨的其他材料。有部分技术尝试将铜粉掺杂到钨粉中，烧结后利用铜的导电性，提高浆料的导电性能。但是由于两种金属粉的熔点差异较大和收缩匹配度不高，同时钨铜形成的合金为假合金形态，稳定性也存在缺陷，制备出的电子浆料，在金属化烧结过程中容易产生分层和开裂的问题。
[0006](2)由于钨粉的熔点较高，其在烧结过程中溶解会出现不充分的问题，造成表面平滑度不够，从而使得电极表面阻值不均匀，方阻也相应的偏大。因此如何改善电极表面平滑性也是钨电极应用领域所面临的问题。
[0007](3)因钨浆用途不同，其种类分为表浆、内浆、填孔浆料以及挂壁浆料，生产使用时管控比较麻烦，印刷过程要不断清理，容易造成浪费，另外混料后还会造成产品不良；如果开发一款能够实现多功能的浆料，替代原有的多款浆料，则能使管控变得简单化，还能减少原材料的浪费，从而节约生产成本。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料及其制造方法。本专利技术的钨铜电极浆料具有烧结温度低的优势，在烧结过程中不会产生分层和开裂的问题，而且经高温烧结后，表面溶解性能及表面平整性好，增加了电极的导电性能。
[0009]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0010]一种用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一，制备有机载体
[0012]将有机树脂、有机溶剂和助剂进行充分溶解混合，得到有机载体；
[0013]步骤二，制备高温玻璃粉
[0014]将下列原料按照重量份数混合均匀得到混合物：B2O
3 10份
‑
15份，MgO 10份
‑
15份，Al2O
3 45份
‑
55份，SiO
2 5份
‑
10份，Mo2O
3 5份
‑
10份，CaO 5份
‑
10份，La2O
3 5份
‑
10份；
[0015]将得到的混合物加热熔融，得到熔融料；
[0016]将得到的熔融料取出后倒入冷水中淬火，烘干得到玻璃小颗粒，然后将玻璃小颗粒进行球磨，球磨料烘干后制备得到粒度为1.0μm
‑
2.0μm、软化温度为1100℃以上的高温玻璃粉体；
[0017]步骤三，钨粉处理
[0018]按照重量份数称取：纳米氧化铜粉体10份
‑
15份，1
‑
3μm球形钨粉85份
‑
90份，固体粉体分散剂1份
‑
5份；
[0019]将称量的物料进行罐磨，然后通过超声分散过筛后得到混合粉料；
[0020]将得到的混合粉料，加入到旋转管式炉中，接通氮氢混合气(氢气比例为2
‑
5％)，排尽空气后，对混合粉料加热，旋转烧结，待铜粉完全还原渗入到钨粉中，形成钨铜合金粉体；
[0021]步骤四，制备电极浆料
[0022]按照重量份数称取：高温玻璃粉体1份
‑
5份，钨铜合金粉体85份
‑
95份，氧化物粉1份
‑
5份，固体粉体分散剂1份
‑
5份；
[0023]将称量的物料装入料罐中，并且为了避免氧化将料罐抽成真空或通入氮气，将料罐放入三维混料机中，混料20h
‑
24h，得到预混粉料；
[0024]向80份
‑
90份预混粉料中加入10份
‑
15份步骤一制备的有机载体，然后通过三辊研磨机进行研磨，得到用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料。
[0025]进一步的，步骤一制得的有机载体中，各组分的重量份数为：有机树脂15
‑
25份，有机溶剂70
‑
80份，助剂1
‑
5份。
[0026]更进一步的，所述有机树脂为低粘度树脂，优选为低粘度乙基纤维素，粘度为5
‑
10cp。
[0027]进一步的，所述有机溶剂为松油醇、十二醇酯、DBE、丁基卡必醇醋酸酯中的一种或两种及以上的混合。
[0028]进一步的，所述助剂包括流平剂、触变剂、增稠剂中的一种或两种及以上的混合；流平剂优选为硅油类流平剂。
[0029]进一步的，在步骤一中，将有机树脂、有机溶剂和助剂在60℃水浴条件下充分溶解
后，再过1000目筛网，得到有机载体。
[0030]进一步的，步骤二中，将用于制备高温玻璃粉的原料置于球磨罐中，球料比例为1:3，干粉球磨2h，过80目筛网，得到混合物；得到的混合物置于陶瓷坩埚中，然后放入马弗炉中，加热至1000℃
‑
1200℃，烧熔融1h
‑
2h，得到熔融料；由熔融料经淬火烘干后得到的玻璃小颗粒的球磨过程是在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高温共烧陶瓷体系的钨铜电极浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，制备有机载体将有机树脂、有机溶剂和助剂进行充分溶解混合，得到有机载体；步骤二，制备高温玻璃粉将下列原料按照重量份数混合均匀得到混合物：B2O
3 10份
‑
15份，MgO 10份
‑
15份，Al2O
3 45份
‑
55份，SiO
2 5份
‑
10份，Mo2O
3 5份
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10份，CaO 5份
‑
10份，La2O
3 5份
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10份；将得到的混合物加热熔融，得到熔融料；将得到的熔融料取出后倒入冷水中淬火，烘干得到玻璃小颗粒，然后将玻璃小颗粒进行球磨，球磨料烘干后制备得到粒度为1.0μm
‑
2.0μm、软化温度为1100℃以上的高温玻璃粉体；步骤三，钨粉处理按照重量份数称取：纳米氧化铜粉体10份
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15份，1
‑
3μm球形钨粉85份
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90份，固体粉体分散剂1份
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5份；将称量的物料进行罐磨，然后通过超声分散过筛后得到混合粉料；将得到的混合粉料，加入到旋转管式炉中，接通氮氢混合气，排尽空气后，对混合粉料加热，旋转烧结，待铜粉完全还原渗入到钨粉中，形成钨铜合金粉体；步骤四，制备电极浆料按照重量份数称取：高温玻璃粉体1份
‑
5份，钨铜合金粉体85份
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95份，氧化物粉1份
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5份，固体粉体分散剂1份
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5份；将称量的物料通过三维混料机混合均匀得到预混粉料；向80份
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90份预混粉料中加入10份
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15份步骤一制备的有机载...

【专利技术属性】
技术研发人员：董福兴，戴剑，仇利民，袁生红，
申请(专利权)人：苏州晶讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：