【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子浆料，特别是一种低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆及其制备方法。
技术介绍
1、微电子技术迅猛发展，芯片集成度越来越高，电子元器件组装密度也日益增大，对电子基板的综合性能要求也越来越高。低温共烧陶瓷(ltcc)是一种在未烧结的流延陶瓷材料上印刷互联导体、元件和电路，并将该结构叠层压制在一起，然后烧结成一个集成式陶瓷多层材料的技术，为实现以上目标提供了解决方案。
2、在低温共烧陶瓷技术中，印刷技术对于其电子元器件、导电线路以及电子封装技术十分重要，而导电浆料是印刷技术中非常重要的电极材料。随着电子元器件和厚膜电路的微型化、集成化发展，线路和元件分布所占空间更小，要求的布线间距和布线宽度更小，从而需要导电浆料具有更高的分辨率和布线精度；另外还需要具有良好的流平性和稳定性、收缩匹配性、低的离子迁移性、与电子元器件的相容性等，这样才能满足电子元器件的使用性能要求。而银是所有金属导体中导电性能最好的，其电阻率大约为(1.65×10-8ω·m)，且银的化学性质比较稳定。
3、因此开发出一种低导电相，且导电性能、流变性能、触变性能以及粘度均合适的ltcc内导电银浆具有良好的效益和现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是克服上述现有技术的不足，提供一种在较低烧结温度下制备ltcc用高匹配性导电银浆的方法，该导电银浆与ltcc基板具有良好的热烧结匹配性以及优良的导电性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种低温共烧陶
3、作为低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆进一步的改进：
4、优选的，所述低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的细度≤10μm，粘度为120～150pa·s。
5、优选的，所述银粉为球状银粉或者类球状银粉。
6、优选的，所述溶剂为醇类溶剂或醚类溶剂中的一种或两种以上的组合，所述醇类溶剂包括松油醇、松节油、醇酯十二，所述醚类溶剂包括二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯。
7、优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或两种。
8、优选的，所述黏结剂为乙基纤维素。
9、本专利技术的目的之二是提供一种上述任意一项所述低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法，包括如下步骤：
10、s1、将溶剂、增塑剂、黏结剂按比例混合，充分溶解后得到有机载体；
11、s2、按比例称取氧化铋、氧化锌、氧化硼、氧化硅、氧化铝和氧化铜，球磨混合4～8h后干燥，然后置于850～1150℃下熔融0.5～2h混合，得到玻璃液，将玻璃液倒入去离子水中进行水冷淬火，得到玻璃渣，将玻璃渣置于球磨罐中，球磨12～16h，控制粒径d50为1～3μm，得到玻璃粉；
12、s3、将银粉、玻璃粉按比例加入步骤s1制得的有机载体中，研磨均匀，得到低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆。
13、作为上述低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法进一步的改进：
14、优选的，步骤s1中溶剂、增塑剂、黏结剂按比例混合后在60℃～80℃下磁力搅拌2～5h，直至充分溶解。
15、优选的，步骤s2玻璃粉的各原料组分球磨混合后在60～100℃下干燥4～8h。
16、优选的，步骤s3中将银粉、玻璃粉按比例加入步骤s1制得的有机载体中，先用研钵初步研磨混合5～30min，再置于三辊机中反复研磨混合3～5次，每次各0.5～1.5h，转速为100～300rad/min，辊子间距为40～80μm，即得到低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆。
17、本专利技术相比现有技术的有益效果在于：
18、1)本专利技术提供一种低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，包括以下组分：银粉71％～79％、玻璃粉1％～9％、有机载体20％；
19、其中，银粉作为导电浆料的导电相，决定了烧结后银层的导电性。目前电子浆料所用银粉形貌一般为球状、类球状、片状。球形银粉粒径一般在1～5μm，在浆料中具有良好的分散性和堆积致密性，有利提高烧结银层的致密性和良好的导电性，同时银粉粒径适当偏小有力提升银粉的烧结活性，提高银层与瓷体的附着力。银粉含量在71％～79％，平均粒径为1～5μm，保证浆料满足丝网印刷的要求且银粉均匀分散于有机载体中。合理选择不同形状、粒径的银粉才能保证厚膜浆料烧结后具有更好的导电效果。
20、所述有机载体包括以下组分，其中(溶剂+增塑剂)质量之和与黏结剂的质量比为1:(0.06～0.22)。改变黏结剂(乙基纤维素)含量以保证浆料粘度满足要求。
21、玻璃粉作为粘结相和烧结助剂，在低温下实现银浆与基板的粘接，在非晶态时玻璃料具有良好的流动性，可以很好的铺展润湿基板以及银浆。另外，陶瓷基板和银粉的线膨胀系数差距大，共烧时两种材料的界面处会产生应力，导致陶瓷基板产生变形。通过加入玻璃相，高温时玻璃粉软化，处于黏滞流动状态，可以通过自身的塑性变形来消除应力，进而改善银浆的热膨胀。本专利技术的玻璃粉为无铅玻璃粉，包括以下组分：63％～69％氧化铋、10％～12％氧化锌、9％～10％氧化硼、4％～5％氧化硅、2％～3％氧化铝、1％～10％氧化铜。改善玻璃原料配比可以改变玻璃的软化点以及熔点进而降低烧结温度。进一步地，将银粉、玻璃粉、有机载体先用研钵初步研磨混合，再置于三辊机反复研磨混合，得到分散性良好、粘度适中的均匀导电银浆。
22、2)本专利技术所述导电银浆印刷后表面均平整，部分边缘无毛刺、无流渗现象，表明其具备印刷性能；所述导电银浆烧结后银层无明显孔洞，界面处无翘曲变形，表明导电银浆与ltcc基板具有良好的共烧匹配性以及可焊性。形成的银电极电阻低至0.31mω/□，表明其具备优良的导电性；银电极在ltcc基板上的附着力高于8.9mpa/mm2，表明其具备优良的力学性能。
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1.一种低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：银粉71％～79％、玻璃粉1％～9％、有机载体20％；所述银粉的粒径为1～5μm；所述玻璃粉的粒径为1～3μm，包括如下质量百分比的组分：63％～69％氧化铋、10％～12％氧化锌、9％～10％氧化硼、4％～5％氧化硅、2％～3％氧化铝、1％～10％氧化铜；所述有机载体包括溶剂、增塑剂、黏结剂，所述溶剂、增塑剂的质量之和与黏结剂质量的比为1:(0.06～0.22)。
2.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，导电银浆的细度≤10μm，粘度为120～150Pa·s。
3.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，所述银粉为球状银粉或者类球状银粉。
4.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，所述溶剂为醇类溶剂或醚类溶剂中的一种或两种以上的组合，所述醇类溶剂包括松油醇、松节油、醇酯十二，所述醚类溶剂包括二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯。
5.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷
6.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，所述黏结剂为乙基纤维素。
7.一种权利要求1-6任意一项所述低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法，其特征在于，步骤S1中溶剂、增塑剂、黏结剂按比例混合后在60℃～80℃下磁力搅拌2～5h，直至充分溶解。
9.根据权利要求7所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法，其特征在于，步骤S2玻璃粉的各原料组分球磨混合后在60～100℃下干燥4～8h。
10.根据权利要求7所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆的制备方法，其特征在于，步骤S3中将银粉、玻璃粉按比例加入步骤S1制得的有机载体中，先用研钵初步研磨混合5～30min，再置于三辊机中反复研磨混合3～5次，每次各0.5～1.5h，转速为100～300rad/min，辊子间距为40～80μm，即得到低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆。
...【技术特征摘要】
1.一种低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：银粉71％～79％、玻璃粉1％～9％、有机载体20％；所述银粉的粒径为1～5μm；所述玻璃粉的粒径为1～3μm，包括如下质量百分比的组分：63％～69％氧化铋、10％～12％氧化锌、9％～10％氧化硼、4％～5％氧化硅、2％～3％氧化铝、1％～10％氧化铜；所述有机载体包括溶剂、增塑剂、黏结剂，所述溶剂、增塑剂的质量之和与黏结剂质量的比为1:(0.06～0.22)。
2.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，导电银浆的细度≤10μm，粘度为120～150pa·s。
3.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，所述银粉为球状银粉或者类球状银粉。
4.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆，其特征在于，所述溶剂为醇类溶剂或醚类溶剂中的一种或两种以上的组合，所述醇类溶剂包括松油醇、松节油、醇酯十二，所述醚类溶剂包括二乙二醇丁醚、二乙二醇丁醚醋酸酯。
5.根据权利要求1所述的低温共烧陶瓷基体用高匹配性导电银浆...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈林，肖美慧，田兴友，孙俊，李潇潇，胡坤，宫艺，张献，王化，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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