一种氮化铝衬底的电阻浆料厚膜化工艺的制作方法

本发明涉及以氮化铝衬底的电子器件的成膜技术领域，尤其涉及一种氮化铝衬底的电阻浆料厚膜化工艺。

背景技术：

随着国际上对材料环保的重视及rohs认证的大规模普及，使得具有高热导率、低介电常数、高强度、高硬度、无毒、热膨胀系数与硅相近，物理性能良好又很环保的氮化铝衬底的陶瓷基板成为大功率、高频率、小体积射频产品的首选材料。在大功率氮化铝衬底的功率负载的生产中，需要选择合适的电阻浆料并对电阻浆料的成膜厚度进行控制。在电阻浆料成膜过程中的调阻刀口为s型或者直线型，其存在功率热点比较集中，从而导致热点效应较大的问题，从而导致最终制备得到的以氮化铝衬底的电子器件所承受的功率受到极大的限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于公开一种氮化铝衬底的电阻浆料厚膜化工艺，用以克服现有技术中所存在的功率热点集中的缺陷，提高膜厚的一致性，提高成膜质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种氮化铝衬底的电阻浆料厚膜化工艺，

在氮化铝衬底上印刷银钯导电浆料后进行烘干与烧结，烘干后的银钯导电浆料层的厚度控制在10～35微米，烧结后的银钯导电浆料层的厚度控制在8～30微米；

在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料后进行烘干与烧结，烘干后的电阻浆料层的厚度控制在16～30微米，烧结后的电阻浆料层的厚度控制在11～28微米；

所述电阻浆料层表面开设有至少一个调阻刀口，所述调阻刀口的横截面呈凵字形，所述调阻刀口的宽度与调阻刀口的深度之比为2:1～4:1；

所述银钯导电浆料与电阻浆料烧结峰值温度为850±10℃，峰值温度的烧结时间持续9～11分钟，总烧结时间为45～50分钟。

作为本发明的进一步改进，所述电阻浆料层表面开设有两个调阻刀口，两个调阻刀口的切入点在所述电阻浆料层上呈对角方位分布。

作为本发明的进一步改进，在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料所使用的电阻浆料的粘度为165～250pa·s。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明，克服了现有技术中所存在的功率热点集中的缺陷，提高了膜厚的一致性与成膜质量，并使得最终制备得到的以氮化铝衬底的电子器件所承受的功率得到了极大的提成。

附图说明

图1为在本发明中对银钯导电浆料层与电阻浆料层进行烧结的温度曲线图；

图2为在电阻浆料层表面开设两个调阻刀口的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一：

首先，在氮化铝衬底上印刷银钯导电浆料，以形成银钯导电浆料层，然后进行烘干与烧结。其中，烘干膜厚控制在25～35um，相应的烧结膜厚控制在22～30um。

然后，在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料后进行烘干与烧结。将用以实现功率负载功能的电阻浆料的成膜烘干膜厚控制在26～30um，相应的烧结膜厚控制在20～28um。这样能够得到一致性较好的电阻阻值，并且能够满足功率负载产品的附着力、抗侵蚀性以及高功率要求。

在功率负载电阻浆料的配方及电阻成膜初值的控制上面，将在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料所使用的电阻浆料的粘度控制在230±20pa·s。根据应用电阻浆料的温度系数特性，在初值控制范围方面做出了精确计算，提出了新的工艺要求，制定出ptc的材料初值可在固定范围内偏低20％，ntc材料在固定范围内偏高20％。使产品在下个程序过高温时有更好的表现，阻值在此过程中可以向标称值再靠拢15％左右。

进一步，在对烧结过程的炉温控制上，如图1所示，制定了适合氮化铝电阻浆料烧结的炉温曲线，保证了电阻浆料层与银钯导电浆料层的成膜的质量。另外，在本实施例中，在烧结环境的控制上，将银钯导电浆料和电阻浆料分炉烧结，并且将与应用电阻浆料方阻不在同一水平的其他电阻浆料隔离分段烧结。通过这些措施最大程度地保障了成膜质量的一致性。

在本实施例中，在依次将银钯导电浆料与电阻浆料印刷在氮化铝衬底上后，分两次对银钯导电浆料与电阻浆料进行烧结，且银钯导电浆料与电阻浆料的烧结峰值温度为850±10℃，峰值温度的烧结时间持续9～11分钟，总烧结时间为45～50分钟，从而显著提高了膜厚的一致性与成膜质量。

同时，将调阻工艺初值由50％提高到60％。由于前面所述工艺的控制保障，这点已经不难做到。此外，如图2所示，在电阻浆料层2表面开设至少一个调阻刀口1，该调阻刀口1的横截面呈凵字形，以通过该调阻刀口1进行调阻。所述调阻刀口1的宽度与调阻刀口1的深度之比为2:1。

具体的，在实施例中可设置两个调阻刀口1，两个调阻刀口1的切入点在所述电阻浆料层2上呈对角方位分布，同时将调阻刀口1的刀口角度改为钝角，槽痕较宽。这样一来被割出的电阻“孤岛”在高频应用时由于切入太深会有一定影响高频特性，在窄带可以使用，同时在高功率使用时不会有局部电弧等热点效应产生。然而孤岛面积偏大，对极限功率会有影响。最终所得样品满足高频特性(频带带宽300khzto6ghz)，焊盘附着力大于25n(2mm×2mm)，功率达标。

实施例二：

首先，在氮化铝衬底上印刷银钯导电浆料，以形成银钯导电浆料层，然后进行烘干与烧结。其中，烘干膜厚控制在20～28um，相应的烧结膜厚控制在18～24um。

然后，在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料后进行烘干与烧结。将功率负载电阻浆料的成膜烘干膜厚控制在20～25um，相应的烧结膜厚控制在15～18um。这样能够得到一致性较好的电阻阻值，并且能够满足功率负载产品的附着力、抗侵蚀性以及高功率要求。

在功率负载电阻浆料的配方及电阻成膜初值的控制上面，将在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料所使用的电阻浆料的粘度控制在200±20pa·s。根据应用电阻浆料的温度系数特性，在初值控制范围方面做出了精确计算，提出了新的工艺要求，制定出ptc的材料初值可在固定范围内偏低15％，ntc材料在固定范围内偏高15％。使产品在下个程序过高温时有更好的表现，阻值在此过程中可以向标称值再靠拢10％左右。

进一步，在对烧结过程的炉温控制上，如图1所示，制定了适合氮化铝电阻浆料烧结的炉温曲线，保证了电阻浆料层与银钯导电浆料层的成膜的质量。另外，在本实施例中，在烧结环境的控制上，将银钯导电浆料和电阻浆料分炉烧结，并且将与应用电阻浆料方阻不在同一水平的其他电阻浆料隔离分段烧结。通过这些措施最大程度地保障了成膜质量的一致性。

同时，将调阻工艺初值由60％提高到75％。由于前面所述工艺的控制保障，这点已经不难做到。此外，如图2所示，在电阻浆料层2表面开设至少一个调阻刀口1，该调阻刀口1的横截面呈凵字形，以通过该调阻刀口1进行调阻。所述调阻刀口1的宽度与调阻刀口1的深度之比为3:1。

具体的，在实施例中可设置两个调阻刀口1，两个调阻刀口1的切入点在所述电阻浆料层2上呈对角方位分布，同时将调阻刀口1的刀口角度改为钝角，槽痕较宽。这样一来被割出的电阻“孤岛”在高频应用时不会有很强的电容效应，同时在高功率使用时不会有局部电弧等热点效应产生。孤岛面积偏大，对极限功率会有略微影响，但其所形成的工艺窗口已能满足批量化生产。最终所得样品满足高频特性(频带带宽300khz至10ghz)，焊盘附着力大于25n(2mm×2mm)。功率良好。

实施例三：

首先，在氮化铝衬底上印刷银钯导电浆料，以形成银钯导电浆料层，然后进行烘干与烧结。其中，烘干膜厚控制在10～18um，相应的烧结膜厚控制在8～14um。

然后，在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料后进行烘干与烧结。将功率负载电阻浆料的成膜烘干膜厚控制在16～18um，相应的烧结膜厚控制在11～13um。这样能够得到一致性较好的电阻阻值，并且能够满足功率负载产品的附着力、抗侵蚀性以及高功率要求。

在功率负载电阻浆料的配方及电阻成膜初值的控制上面，将在银钯导电浆料层上印刷电阻浆料所使用的电阻浆料的粘度控制在185±20pa·s。根据应用电阻浆料的温度系数特性，在初值控制范围方面做出了精确计算，提出了新的工艺要求，制定出ptc的材料初值可在固定范围内偏低10％，ntc材料在固定范围内偏高10％(略大于标称值5％，初值中心位置未标称值的90％)。使产品在下个程序过高温时有更好的表现，阻值在此过程中可以向标称值再靠拢8％左右。

进一步，在对烧结过程的炉温控制上，如图1所示，制定了适合氮化铝电阻浆料烧结的炉温曲线，保证了电阻浆料层与银钯导电浆料层的成膜的质量。另外，在本实施例中，在烧结环境的控制上，将银钯导电浆料和电阻浆料分炉烧结，并且将与应用电阻浆料方阻不在同一水平的其他电阻浆料隔离分段烧结。通过这些措施最大程度地保障了成膜质量的一致性。

同时，将调阻工艺初值由65％提高到80％。由于前面所述工艺的控制保障，这点已经不难做到。此外，如图2所示，在电阻浆料层2表面开设至少一个调阻刀口1，该调阻刀口1的横截面呈凵字形，以通过该调阻刀口1进行调阻。所述调阻刀口1的宽度与调阻刀口1的深度之比为4:1。

具体的，在实施例中可设置两个调阻刀口1，两个调阻刀口1的切入点在所述电阻浆料层2上呈对角方位分布，同时将调阻刀口1的刀口角度改为钝角，槽痕较宽。这样一来被割出的电阻“孤岛”在高频应用时不会有很强的电容效应，同时在高功率使用时不会有局部电弧等热点效应产生。从而能使功率负载产品承载更高的功率，在高频端的参数也会更好。对于批量化的工艺窗口满足要求，与此同时在导体材料成本方面还有较好的控制。最终所得样品满足高频特性(频带带宽300khz至12ghz)电阻特性公差小于0.5欧姆，焊盘附着力大于25n(2mm×2mm)，功率良好。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。