AlN陶瓷基板用厚膜电子浆料的制备及工艺研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kinglovechina
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本文采用高温熔融冷却法制备出与AlN陶瓷具有良好兼容性的ZBS(ZnO-B2O3-SiO2)玻璃粉,利用此玻璃粉制备了AlN陶瓷用导电银浆,并采用厚膜法实现了AlN陶瓷银金属化。本文主要研究了浆料的丝网印刷性能,包括:粘度、细度、印刷膜层的分辨率和表面粗糙度,以及烧结工艺、玻璃粘结剂和CuO添加剂对金属化AlN陶瓷基板性能的影响,从而确定出最佳的工艺参数。最后,通过添加一定的纳米银和片状银进一步地对金属化基板的电学性能进行优化,同时研究了不同规格的微米银粉对银浆电学性能的影响。研究结果表明:1.30ZnO-60B2O3-10SiO2玻璃的软化温度较低,热性能较好,且与AlN陶瓷具有良好的相容性,适合用作AlN陶瓷用电子浆料的玻璃粘结剂。2.通过三辊轧机轧制后可以使浆料的细度达到7.5μm,且当导电浆料的固含量为73%(粘度为112Pa·s)时,浆料的流平性能最好,印刷膜层的分辨率最高,当表面活性剂的含量为2%时,印刷膜层具有最低的表面粗糙度。3.烧结温度为850℃、保温时间为15min,表面膜层的致密度最高(孔隙率最低为3.96%);而当玻璃粉含量分别为3%和5%时,金属化AlN陶瓷基板获得最低的表面方阻和最高的剪切强度。4.通过球磨工艺使玻璃粉粒径降低到2.69μm时,烧结后的银层最为致密(孔隙率最低为2.41%),金属化AlN陶瓷基板的表面方阻最低。5.在浆料中掺杂纳米CuO可以很大程度地提高金属化AlN陶瓷基板的力学性能,而当其掺杂量为3%时,银层与基板的接触更为充分,电学性能更好。6.纳米银和片状银可以减小银粉之间的空隙,在浆料中掺杂一定量的纳米银和片状银能够有效地提高金属化AlN陶瓷基板的电学性能,当纳米银和片状银的掺杂量为10%和50%时,银层的表面方阻可以分别降低到6.8mΩ/□和6.2mΩ/□。7.实验发现具有更小尺寸的球形微米银粉可以制备出电学性能更好的导电银浆。
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