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在高溫共燒陶瓷中,目前陶瓷材料較多的為氧化鋁他瓷。氧化鋁的燒結(jié)溫度一般為1400-1650C,而導(dǎo)體漿料導(dǎo)電相一般為Ag,Pd,Au,Pt等貴金屬。這些金屬熔點(diǎn)較低,燒成溫度一般在800~1000℃左右,不適合高溫共燒。而鎢的熔點(diǎn)極高,可達(dá)3410℃。同時(shí)還具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,適合于常用的氧化鋁基板,此外與未來(lái)有良好應(yīng)用前景的氮化鋁基板也能很好地匹配。

HTCC高溫共燒陶瓷用鎢漿組成及廠家一覽

HTCC用鎢漿 圖源自海外華昇


在多芯片組件中,高溫共燒陶瓷HTCC的電子漿料一般鎢漿料和鉬錳漿料。當(dāng)前應(yīng)用較多的鎢漿一般由粘接相、有機(jī)載體和鎢粉組成。其中,鎢粉的粒度形貌對(duì)漿料性能起到關(guān)鍵的影響。

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鎢漿組成

和其他的電子漿料如銀漿一樣,高溫共燒陶瓷用鎢導(dǎo)電漿料一般是由金屬鎢粉本體、添加粘結(jié)相、有機(jī)載體組成。由于鎢漿是通過(guò)絲網(wǎng)印刷轉(zhuǎn)印到生瓷帶上,所以鎢粉的性質(zhì)、有機(jī)載體的含量、流變學(xué)性質(zhì)和粘結(jié)相的類(lèi)型對(duì)漿料的印刷性能和燒結(jié)性能有一定的影響。

1、粘結(jié)相

應(yīng)用于氧化鋁基板的高溫共燒厚膜鎢導(dǎo)體漿料一般在還原氣氛中燒成,這樣鎢表面沒(méi)有氧化層,與金屬鍵接合有利,但與陶瓷接合不利。所以氧化鋁共燒基板的厚膜鎢導(dǎo)體漿料技術(shù)中,通常在漿料中摻入粘結(jié)相,粘結(jié)相一般使用氧化鋁粉,它起到粘接、固定和保護(hù)功能相的作用,通常占比4~8%。

此外,無(wú)機(jī)粘結(jié)相的另一個(gè)重要作用是提供封接強(qiáng)度,由于鎢漿料需要在還原氣氛下燒結(jié),直接在氧化鋁陶瓷上沉積的鎢層沒(méi)有附著力,而粘結(jié)相可以和瓷體鍵合,提供良好的封接強(qiáng)度。

2、有機(jī)載體

有機(jī)載體又稱(chēng)有機(jī)粘結(jié)劑,它的功能是把鎢粉、粘接劑及其它固體粉末混合分散成膏狀漿料,使其具有一定的粘稠性,從而很好地粘附在基板表面。在鎢漿料中,一般有機(jī)載體占5%?30%。有機(jī)載體不參與組膜,在導(dǎo)體燒成過(guò)程中逐步揮發(fā)和燃燒。

有機(jī)載體分為樹(shù)脂、溶劑、添加劑三部分。一般情況下樹(shù)脂采用乙基纖維素,溶劑采用松油醇,根據(jù)需要加入表面活性劑、流平劑、消泡劑等有機(jī)添加劑。

3、鎢粉

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圖源自網(wǎng)絡(luò)

鎢粉作為功能相材料是決定漿料導(dǎo)電性能的主要因素。一般鎢粉的含量占導(dǎo)電漿料的60%?90%。鎢粉的粒度、均勻性和表面形態(tài)對(duì)漿料的印刷性能和燒結(jié)性能影響很大。鎢粉的粒徑對(duì)導(dǎo)電膜的電學(xué)性質(zhì)有著至關(guān)重要的影響,同樣的導(dǎo)電性采用粒度小的顆粒,可以減少膜層的厚度,但粒度太細(xì),燒結(jié)時(shí)收縮嚴(yán)重,得不到好的膜層,且會(huì)引起基板的彎曲變形;鎢粉的粒度過(guò)大,則燒結(jié)速度較慢,燒結(jié)程度低,燒成的膜不夠致密。

HTCC用鎢漿料生產(chǎn)廠家相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少,主要的廠家有Ferro、American Elements Materials Science、大研化學(xué)、海外華昇、六方鈺成、深圳竹土、深圳賽雅等。


文章參考:李劍,劉宇.鎢漿料用鎢粉研究進(jìn)展

唐利鋒 , 程凱. 微波傳輸用 HTCC 金屬化鎢漿料的研制

許麗清 , 朱宏. 應(yīng)用于氧化鋁共燒基板的厚膜鎢導(dǎo)體漿料


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第三屆高端電子陶瓷產(chǎn)業(yè)高峰論壇(江蘇昆山·11月26日)


01

主要議題


序號(hào)

議題

擬邀請(qǐng)單位

1

基于HTCC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

佳利電子 胡元云 常務(wù)副總/研究院院長(zhǎng) 

2

高端電子陶瓷在汽車(chē)領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用

博世

3

先進(jìn)低溫共燒無(wú)源集成材料和器件技術(shù)發(fā)展

成都電子科大 劉成 教授

4

LTCC射頻模塊的發(fā)展與應(yīng)用

京瓷

5

高精密疊層機(jī)應(yīng)用于多層陶瓷基板介紹

上海住榮 技術(shù)專(zhuān)家

6

LTCC絲網(wǎng)印刷中與網(wǎng)版相關(guān)的不良改善

昆山田菱 渡邊智貴

7

LTCC低介電常數(shù)粉體量產(chǎn)應(yīng)用發(fā)展

中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 顏廷楠 博士

8

LTCC生瓷帶的環(huán)境與工藝適應(yīng)性要求研討

兵器214所 何中偉 總工程師

9

低溫共燒壓電陶瓷致動(dòng)器的應(yīng)用及發(fā)展

蘇州攀特電陶 潘鐵政 董事長(zhǎng)

10

實(shí)現(xiàn)電子元器件小型化、高頻化、集成化的LTCC陶瓷

耘藍(lán)集成電路 洪世勛 研發(fā)總監(jiān)

11

介電玻璃粉的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

贛州中傲新瓷 繆錫根 博士/研發(fā)總監(jiān)

12

應(yīng)用于低溫共燒陶瓷5G射頻模組材料方案

杜邦

13

高導(dǎo)熱陶瓷低溫?zé)Y(jié)助劑的研究

廈門(mén)鎢業(yè)

14

LTCC低溫共燒陶瓷材料研究進(jìn)展

南京航空航天大學(xué)

15

HTCC高端陶瓷封裝外殼應(yīng)用

宜興電子

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02

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作者 ab

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