本发明专利技术公开了形成过渡通路和过渡线路导体的组合物以最小化相异金属组合物之间电连接的界面效应。所述组合物具有(a)选自(i)20-45重量%的金和55-80重量%的银，以及(ii)100重量%的金银固溶体合金的无机组分，和(b)有机介质。所述组合物还可包含(c)基于组合物的重量计1-5重量%的选自铜、钴、镁、铝和/或主要包含高熔点氧化物的高粘性玻璃的氧化物或混合金属氧化物。所述组合物可用作通路填充物中的一种多层组合物。也可以使用所述用于形成过渡通路和过渡线路导体的组合物来形成诸如LTTC电路和装置的多层电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于连接不同的导电金属材料的通路填充导体组合物和线路导体的混合金属组合物，该导电金属材料用于低温共烧陶瓷(LTCC)多层陶瓷电路和装置的制造，该电路和装置包括使用该混合金属组合物的多层通路填充结构，以及使用该混合金属组合物和/或结构的LTCC电路和装置本身。本专利技术还涉及混合金属组合物、电路以及装置在微波及其他高频应用中的用途。专利技术
技术介绍
LTCC设计的互连电路板是由大量电力或机械互连的极小电路元件组成的电子电路或子系统的物理实现。在很多情况下，期望将这些不同类型的电子元件以一定排列方式组合起来，以便可将它们在一个单独的紧凑封装中物理隔离而又彼此相邻地装配，并且彼 此电连接和/或电连接到从封装延伸出来的公共接头。复杂电子电路通常需要电路由若干层通过绝缘介电层隔离的导体构建而成。导电层通过穿透介电层的导电途径(称为通路)在各级之间互连。用于LTCC技术中的导体通常是厚膜导体。通过允许竖式整合，LTCC多层结构容许电路比传统的Al2O3基板更致密。类似于其他厚膜材料，厚膜导体由活性的(导电)金属和无机粘合剂构成，两者都是细分的形式并且分散在有机载体中。导电相通常是金、钯、银、钼或它们的合金，选择取决于所追求的特定的性能特征，比如电阻率、可焊性、焊料浸出阻力、可粘结性、粘附性、耐迁移性等等。已在多层LTCC装置中找到内部导线和通路导体的额外性能特征，额外性能特征包括焙烧时“沉入”在顶部和底部介电层中导线的最小化，反复焙烧时的最小电阻率变化，线路导体与通路填充导体的最佳界面连接性，以及通路填充导体与周围陶瓷材料的最佳界面粘结。由于其多层、共烧和柔性设计等性能，LTCC装置已经用于现有技术的高频应用，例如通讯、汽车或包括雷达的军事上的应用。在用于包括微波应用的高频的多层电路的制造中所用的导体要求具有许多特性，包括期望的电阻率、可焊性、焊料浸出阻力、线粘结性、粘附性、耐迁移性和长期稳定性。除了上面列举到的合适的电导率水平和其他特性外，还必须具有许多次级特性，比如，线粘结性，对陶瓷和厚膜的良好粘附性，与其他厚膜的可焊性和相容性，表面安装和埋入式安装，以及几乎没有或很少有性能退化的长期稳定性。贵金属的使用，比如金导体，增加了高可靠性LTCC装置及其制造厂家的成本，正如所料的是要寻找减少使用此类贵金属的方式以降低成本。一种这样的方法是采用银基导体而不是金导体。银基导体的可靠性相对较低，而且线粘结是不可能的。金导体和金通路填充物可能仍然会以战略布局的方式使用，以便缓解低成本低性能的银基材料的影响。在共同转让的授予Nair等人的美国专利7，611，645中公开了一种用于LTCC导电元件且使用Pd/Ag或Pd/Pt/Ag混合物的导电系统。在共同转让的授予Wang等人的美国专利7，550，319中公开了一种用于混合金属系统的钯-银过渡通路填充导体。然而，这些系统可能会在相异金属间的表面界面处产生某些现象。例如，克肯达耳效应已出现在各种合金系统中，并且在与不同材料的粘合处的连接中很重要。具体地讲，已对这种效应进行过研究并将其用来描述产生于粘合界面边界区域的空隙，尤其是在高温处理过程中，比如金属粉末烧结。也考虑过在不同类金属之间的接触面处可能存在EMF差异产生的缺陷，比如，LTCC装置中的电连接。期望采用一种能减少或消除这种电气装置，比如LTCC装置中的不同金属材料的粘合处或连接处的表面缺陷的系统。附图详述图IA示出了使用本专利技术实施方案的一种低温共烧陶瓷(LTCC)多层陶瓷电路的剖面图。 图2示出了根据本专利技术的一种多层通路填充结构。专利技术概述本专利技术提供了一种用于形成过渡通路和过渡线路导体的组合物，该组合物包括(a)无机组分，选自⑴20-45重量％的金和55-80重量％的银，以及(ii)100重量％的金银固溶体合金，和(b)有机介质。在本专利技术的实施方案中，用于形成过渡通路和过渡线路导体的组合物还包括(C)基于组合物的重量计，1-5重量％的选自铜、钴、镁、铝和/或主要包含高熔点氧化物的高粘度玻璃的氧化物或混合金属氧化物。本专利技术提供了一种电路，该电路包括上述具有至少一种第一电连接和一种第二电连接的过渡线路导体，所述第一电连接连接到金线路导体或金通路，而所述第二电连接连接到银线路导体或银通路。本专利技术还提供了一种电路，该电路包括上述具有至少一种第一电连接和一种第二电连接的过渡线路通路，所述第一电连接连接到金线路导体，而所述第二电连接连接到银线路导体。在本专利技术的另一个实施方案中，提供了一种多层过渡通路，所述通路包括至少一层第一层和一层第二层，二者相互电气接触；其中，所述第一层包括(a)选自(i)20-45重量％的金和55-80重量％的银，以及(ii) 100重量％的金银固溶体合金的无机组分，和(b)有机介质；所述第二层包括(a)选自(i) 20-45重量％的金和55-80重量％的银，以及(ii)100重量％的金银固溶体合金的无机组分，和(b)有机介质；并且其中所述第一层和所述第二层是不相同的，其中所述第一层的无机组分中金的重量％大于所述第二层的无机组分中金的重量% O该多层过渡通路实施方案可具有第一层和第二层之一或者两者都有，所述层还包括(c)基于组合物的重量计1-5重量％的选自铜、钴、镁、铝和/或主要包含高熔点氧化物的高粘性玻璃的氧化物或混合金属氧化物。本专利技术还提供了一种电路，所述电路包括上述具有至少一种第一电连接和一种第二电连接的多层过渡通路，所述第一电连接连接到第一层和金导体之间，所述第二电连接连接到第二层和银导体之间。本专利技术还涉及使用上述组合物形成多层电路的方法和该组合物在高频应用(包括微波应用)中的用途。专利技术详述用于形成过渡通路和过渡线路导体的组合物由(a)选自(i) 20-45重量％的金和55-80重量％的银，以及(ii) 100重量％的金银固溶体合金的无机组分和(b)有机介质组成，并且可还包括(c)基于组合物的重量计1-5重量％的选自铜、钴、镁、铝和/或主要包含高熔点氧化物的高粘性玻璃的氧化物或混合金属氧化物。本专利技术的用于形成过渡通路和过渡线路导体的组合物可用于形成电路，组合物在电路中以通路或者线路导体的形式存在，并且将金线路导体或金通路与所述第二电连接连接到银线路导体或银通路。本专利技术还提供了一种电路，该电路包括上述具有至少一种第一电连接和一种第二电连接的过渡线路通路，所述第一电连接连接到金线路导体，而所述第二电连接连接到银·线路导体。如上所述，相异金属间的表界面连接处的某些现象，比如，克肯达耳效应和EMF的差异产生的缺陷，可导致不同材料间的粘合问题以及由此产生的电连接问题。在不想受束于任何特定的理论或假说的情况下，本专利技术人认为，由于相异金属相互接触，在LTCC装置或者此装置的一部分的热处理过程中，克肯达耳效应和EMF差异产生的缺陷可导致缺陷的形成。因此，根据本专利技术的过渡通路和/或过渡线路导体的作用是，通过使用与用在底部导线(在某些实施方案中，银导线)和顶部导线(在上述某些实施方案中，金导线)中的金属相容的金属混合物，最小化相异性的影响。就性能和长期可靠性而言，这将会减少不利影响并创造一种改进的LTCC装置。相比之下，上述的传统的混合金属系统，比如Pd/Ag或Pd/Pt/Ag，以完全不同的方式来表现本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·奈尔，S·E·戈登，M·F·麦库姆斯，
申请(专利权)人：E·I·内穆尔杜邦公司，
类型：
国别省市：
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