一种HTCC基板用钨浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种HTCC基板用钨浆，所述钨浆各组分按质量百分比为：片状钨粉10

【技术实现步骤摘要】
一种HTCC基板用钨浆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及HTCC用的电极浆料
，具体而言，尤其涉及一种HTCC基板用钨浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着军用电子、通讯类、消费电子、电动汽车与新能源等行业的发展，对电子电路的小型化、高密度、多功能性、高可靠性、高速度及大功率化提出了越来越高的要求，共烧多层陶瓷基板也得到了越来越多的应用。共烧多层陶瓷基板可分为高温共烧多层陶瓷(HTCC)基板和低温共烧多层陶瓷(LTCC)基板两种。高温共烧陶瓷与低温共烧陶瓷相比具有机械强度高、布线密度高、化学性能稳定与散热系数高等优点，因此在军用、汽车等使用环境较为严苛的场景下有着更广泛的应用。
[0003]目前，HTCC基板的材料常见的是氧化铝或者氮化铝，其烧结温度高，常常在1500℃以上，故内部电路连通布线和表面金属化不能采用金，银，铜等低熔点金属，只能采用钨，钼，钼锰合金等高熔点金属。HTCC基板通常使用丝网印刷钨浆的方式实现金属化，钨浆对最终HTCC产品的机械性能和电性能有着很大的影响。由于HTCC基板的表面印刷钨浆固含量较高，且钨粉有密度大，吸油量高的特点，浆料使用中容易流淌，印刷塑性差，或者出现印刷缺陷，钨浆与HTCC陶瓷基板烧结收缩率不一致也会导致烧结后基板发生变形，翘曲，从而影响产品强度与性能。
[0004]因此，有必要提供一种可以在HTCC基板上使用的印刷钨浆，用以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]根据上述提出的现有的丝网印刷钨浆到HTCC基板上常常出现浆料流淌、塑性差且烧结后收缩率不一致而发生的变形，翘曲等问题，而提供了一种HTCC基板用钨浆及其制备方法。本专利技术主要采用片状钨粉和球状钨粉混合使用，增加配方中粉体的高振实密度，同时配合有机载体，通过树脂的侧链上改性的基团间相互作用形成网络结构，防止钨粉沉降；进一步地，加入适量的活性添加剂使烧结反应活性增加，增加结合力。
[0006]本专利技术采用的技术手段如下：
[0007]一种HTCC基板用钨浆，其特征在于，各组分按质量百分比为：
[0008]片状钨粉10
‑
30％；
[0009]球状钨粉55
‑
75％；
[0010]有机载体12
‑
18％；
[0011]活性添加剂0.1
‑
1％；
[0012]分散剂0.5
‑
2％；
[0013]偶联剂0.2
‑
1％。
[0014]进一步地，所述片状钨粉的粒径为3μm
‑
4μm，振实密度5
‑
6g/cm3；所述球状钨粉的粒径为0.5μm
‑
1.5μm，振实密度4
‑
5g/cm3。片状钨粉粒径较大，烧结过程的收缩比球状钨粉
小，颗粒与颗粒之间是以面接触为主，配方中选用的片状钨粉与球状钨粉搭配在保持粉体高振实密度的同时，极大降低翘曲率，同时降低电阻率。
[0015]进一步地，所述有机载体由树脂、有机溶剂和助剂组成，所述树脂占所述有机载体的质量百分比的15％
‑
30％；所述有机溶剂占所述有机载体质量百分比60％
‑
85％；所述助剂占所述有机载体的质量百分比的5％
‑
10％。
[0016]进一步地，所述树脂选用丙烯酸树脂，分子量10
‑
80万。
[0017]进一步地，所述有机溶剂选用丙酮、松节油、松油醇、二氢松油醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、醇酯十二中的一种或几种。
[0018]进一步地，所述助剂选用司盘85、蓖麻油、硬脂酸、油酸中的一种或几种。
[0019]进一步地，所述分散剂选用阴离子型分散剂，所述偶联剂选用酞酸酯偶联剂。
[0020]本专利技术针对钨粉密度大，吸油量高的特点，有机载体中选用了丙烯酸树脂，丙烯酸树脂的侧链有很多改性的基团，基团间的相互作用力可在浆料中形成网络结构，触变性高，防止钨粉沉降，并且对钨粉的润湿性能好，加入司盘85、蓖麻油、硬脂酸、油酸等助剂降低浆料的表面张力，减少印刷不良。
[0021]进一步地，所述活性添加剂为钼锰合金粉，锰硅合金粉，铝硅合金粉，二氧化锰，二氧化钛中的一种或几种，粒径为0.1
‑
0.5μm。选用的活性添加剂为低熔点的合金粉或氧化物，烧结反应活性强，对陶瓷有良好的润湿性，烧结中在陶瓷基体与钨粉层间形成反应层，结合力强，且添加量低(≤1％)，不会影响钨浆电极的电阻率。
[0022]本专利技术还公开了一种如上述的HTCC基板用钨浆的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0023]1)制备有机载体，按照预设比例称取有机溶剂于反应釜中，使用水浴对有机溶剂升温至50
‑
80℃，按照预设比例称取树脂加入有机溶剂中，使用高速搅拌器搅拌混合，转速1200rpm，保温2
‑
4小时，到达时间后按照预设比例加入助剂，继续搅拌30分钟，时间到后自然冷却至室温，即得到有机载体；
[0024]2)配料和预分散，将片状钨粉，球状钨粉，有机载体、活性添加剂、分散剂、偶联剂按照预设比例加入到双轴行星搅拌器中，搅拌器连接冷却水，冷却水设置为15℃，搅拌器转速设定为500rpm，分散盘转速2000rpm，分散搅拌30min，得到预分散的钨浆；
[0025]3)三辊研磨，将预分散完成的钨浆经三辊机分散6
‑
8遍；
[0026]4)过滤，将三辊研磨后的钨浆经300目滤网过滤，即得到钨浆成品，细度在7μm以下。
[0027]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]本专利技术采用的钨粉选用高振实密度的大粒径片粉与小粒径球粉的搭配，能有效降低烧结应力，降低基板翘曲，降低钨浆烧结后电阻率；
[0029]本专利技术采用的有机载体树脂选用丙烯酸树脂，提高浆料触变的同时，对钨粉润湿包裹性好，可以很好的匹配钨粉吸油量高的特性，并且在有机载体中加入助剂，降低表面张力，避免印刷离网困难，减少印刷不良；
[0030]本专利技术配方中加入了亚微米级的活性添加剂，烧结过程中与陶瓷基体润湿性好，在钨粉与陶瓷基体界面形成反应层，添加量低，相比与添加其他无机添加剂，不会影响钨浆的电阻；
[0031]本专利技术钨浆的制备工艺中先使用高速分散剪切，后使用三辊机研磨，最后采用了过滤工艺，钨浆的分散性好，细度小，可以适用于高分辨率的网板印刷。
[0032]综上，本专利技术采用了片状钨粉与球状钨粉结合有机载体的配方组成，制备的钨浆分散性好，细度在7μm以下，具有印刷分辨率高，塑性好，在HTCC基板上印刷烧结后基板翘曲低，电极图形形变小，直线性好等优点。
[0033]基于上述理由本专利技术可在钨浆料制备领域广泛推广。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HTCC基板用钨浆，其特征在于，各组分按质量百分比为：片状钨粉10
‑
30％；球状钨粉55
‑
75％；有机载体12
‑
18％；活性添加剂0.1
‑
1％；分散剂0.5
‑
2％；偶联剂0.2
‑
1％。2.根据权利要求1所述的HTCC基板用钨浆，其特征在于，所述片状钨粉的粒径为3μm
‑
4μm，振实密度5
‑
6g/cm3；所述球状钨粉的粒径为0.5μm
‑
1.5μm，振实密度4
‑
5g/cm3。3.根据权利要求1所述的HTCC基板用钨浆，其特征在于，所述有机载体由树脂、有机溶剂和助剂组成，所述树脂占所述有机载体的质量百分比的15％
‑
30％；所述有机溶剂占所述有机载体质量百分比60％
‑
85％；所述助剂占所述有机载体的质量百分比的5％
‑
10％。4.根据权利要求3所述的HTCC基板用钨浆，其特征在于，所述树脂选用丙烯酸树脂，分子量10
‑
80万。5.根据权利要求3所述的HTCC基板用钨浆，其特征在于，所述有机溶剂选用丙酮、松节油、松油醇、二氢松油醇、乙二醇丁醚、二乙二醇丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，范宏圆，齐亚军，陈将俊，郭兴南，刘伟龙，刘春静，吴博，纪煊，
申请(专利权)人：大连海外华昇电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：