一种用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及厚膜浆料领域领域，具体涉及一种用于氮化铝衬底的吸附力好、导电性能好的无铅厚膜导体浆料。
【背景技术】
[0002]目前，厚膜浆料工艺中常用的基片材料是性能较好的氧化铝，但随着对基片材料的热导率的要求(在射频产品方面还对介电常数等有要求)，行业内首先想到的是发展氧化铍，因为它的功率特性最好；但在几年的发展中，氧化铍刚处于技术工艺半成熟状态时期，欧盟就提出了氧化铍的剧毒性，不够环保，对人体有伤害，因而在很多产品上被限制使用。ROHS(《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》)的提出更加剧了电子行业在材料上的更新换代，这样的背景下功率特性佳、具有环保特点的氮化铝(AlN)材料备受青睐。
[0003]氮化铝材料在厚膜浆料工艺方面的应用，在一些高端领域已逐渐替代了氧化铝陶瓷衬底，而一般传统的厚膜导体浆料主要针对氧化铝衬底发展进行研制，均采用硼硅酸铅体系或硼硅酸铅锌体系，但这些体系均以剧毒的氧化铅(PbO)为主要成分，PbO系玻璃料用于AlN陶瓷基片，在界面上发生反应，产生大量气泡，甚至使AIN陶瓷基片表面氧化，AIN陶瓷基片润湿性变差，导体浆料就失去附着力。硼硅酸铋体系是低熔点、适度膨胀，且具有良好湿润性的玻璃，但其中的主要成分氧化铋具有较高的活性，烧结时与氮化铝(AlN)发生反应释放气体，为了解决以上问题，熔制了氧化铋质量分数小于6的玻璃，研制出适用于AIN陶瓷基片的厚膜导体浆料。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
[0005]根据本发明的一个方面，一种用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料，由如下重量份的组分组成，
[0006]银钯金属粉75?85份，
[0007]玻璃粉6?12份，
[0008]有机载体10?20份。
[0009]本发明所提供的一种用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料，主要面对氮化铝(AlN)衬底研制的，适应于制造出大功率、尚可靠、尚频率、体积小、性能稳定的氣化销(AlN)功率负载产品；采用的玻璃体系不含有剧毒氧化铅，且具有低熔点、适度膨胀和良好湿润性能等优点，不会与氮化铝(AlN)衬底发生反应，制得的厚膜导体层导电性能好，与氮化铝(AlN)衬底的附着力强。
[0010]在一些实施方式中，所述银钯金属粉的各组分的重量百分比为，银粉80?90%，钯粉10?20%。由此，可以具有电阻浆料的阻值更加稳定，分散更好，元件温度场更加均匀的效果。
[0011]在一些实施方式中，所述银粉的粒度为3?8μπι，钯粉的粒度为0.5?2μπι。此粒度范围的银钯粉所制得的导体浆料效果更好。
[0012]在一些实施方式中，玻璃粉包括如下成分，S12, B2O3^ ZnO, Bi2O3^ ZrO2^MgO,玻璃粉的各组分的重量百分比为，S12S 10?30%，B2O3为10?20%，ZnO为35?55%，Bi 203为 5 ?15%，ZrO2S I ?4%，MgO 为 I ?4%。
[0013]在一些实施方式中，有机载体包括有机溶剂、增稠剂、表面活性剂和流平剂，有机载体包括如下重量份的组分，有机溶剂为88?95份，增稠剂为5?10份，表面活性剂为
0.5?3份和流平剂为0.5?3份。
[0014]在一些实施方式中，所述有机溶剂为丁基卡比醇、二甲苯、无水乙醇的混合物，所述丁基卡比醇、二甲苯、无水乙醇等质量混合。
[0015]在一些实施方式中，所述增稠剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇的混合物，所述聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇等质量混合。
[0016]在一些实施方式中，所述表面活性剂为卵磷脂，所述流平剂为蓖麻油。
[0017]一种用于氮化铝衬底的无铅厚膜导体浆料的制作方法，包括如下步骤:
[0018]SI，制备固体粉末:将银钯金属粉、玻璃粉按比例充分混合，银钯金属粉与玻璃粉的重量份比为75?85份:6?12份；银钯金属粉中银粉的粒度为3?8 μ m，形状为球形，钯粉的粒度为0.5?2 μπι，形状为球形；所述钯粉占银钯金属粉的质量百分比为10?20%;所述玻璃粉中成分以及各成分所占的质量百分比分别为，S12S 10?30%，B2O3为10?20%, ZnO 为 35 ?55%，Bi2O3为 5 ?15%，ZrO2S I ?4%，MgO 为 I ?4% ；
[0019]S2，制备有机载体；称取有机载体的各组成分，在60?90°C温度下，充分搅拌，得到有机载体；
[0020]S3，将固体粉末与有机载体混合研磨，得到所需的厚膜导体浆料。
【具体实施方式】
[0021]实施例1:
[0022]熔炼法制备玻璃粉
[0023]玻璃粉采用熔炼法制得，称取Si0220g、B20315g、Zn055g、Bi2037g、Zr022.5g、MgO0.5g，充分混合放入坩祸中，在1180°C温度下加热熔化，经过水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度为2?8 μπι;在60°C下，制备有机溶液，称取4.2g 丁基卡比醇、4.2g 二甲苯、4.2g无水乙醇、0.55g聚乙稀醇缩丁醛、0.55g聚乙二醇、0.15g卵磷脂、0.15g蓖麻油充分搅拌即得；
[0024]选取粒度为4 μ m的Ag粉70g，粒度为0.8 μ m的Pd粉10g，粒度为2 μ m的玻璃粉6g充分混合后，加入14g的有机载体中充分混合研磨，得到所需的厚膜导体浆料，将制成的厚膜导体浆料用丝网印刷技术印刷在氮化铝陶瓷衬底上，在空气中，900°C，焙烧15分钟(min)，测试其性能，其方阻为4.7m Ω / 口 (0.6mmX 60mm)，附着力大于20N (2mmX 2mm)。
[0025]实施例2:
[0026]熔炼法制备玻璃粉
[0027]玻璃粉采用熔炼法制得，称取Si022 5g、B20315g、Zn050g、Bi2036g、Zr023g、MgOlg 符合上述重量百分比的各成分，充分混合放入坩祸中，在1200°C温度下加热熔化，经过水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度为2?8 μ m ;在70°C下，制备有机载体，称取3g 丁基卡比醇、3g 二甲苯、3g无水乙醇、0.4g聚乙烯醇缩丁醛、0.4g聚乙二醇、0.1g卵磷脂、0.1g蓖麻油充分搅拌即得；
[0028]选取粒度为8 μ m的Ag粉70g，粒度为2 μ m的Pd粉12g，粒度为4 μ m的玻璃粉Sg充分混合后，加入1g的有机载体中充分混合研磨，得到所需的厚膜导体浆料，将制成的厚膜导体浆料用丝网印刷技术印刷在氮化铝陶瓷衬底上，在空气中，880°C，焙烧15分钟(min)，测试其性能，其方阻为5.4m Ω / □ (0.6mmX 60mm)，附着力大于25N (2mmX 2mm)。
[0029]实施例3:
[0030]熔炼法制备玻璃粉
[0031]玻璃粉采用熔炼法制得，称取Si0230g、B2O31g, Zn050g、Bi2036g、Zr022g、Mg02g 符合上述重量百分比的各成分，充分混合放入坩祸中，在1250°C温度下加热熔化，经过水淬，球磨得到所需的玻璃粉，玻璃粉的粒度为2?8 ym ;在80 °C下，制备有机载体，称取3.52g丁基卡比醇、3.52g二甲苯、3.52g无水乙醇、0.6g聚乙稀醇缩丁醛、0.6g聚乙二醇、0.12g卵磷脂、0.12g蓖麻油充分搅拌即得；
[0032]选取粒度为6 μ m的Ag粉68g，粒度为2 μ m的Pd粉12g，粒度为3 μ m的玻璃粉Sg充分混合后，加入12g的有机载体中充分混合研磨，得到所需的厚膜导体浆料，将制成的厚膜导体浆料用丝网印刷技术印刷在氮化铝陶瓷衬底上，在空气中，880°C，焙烧10分钟(min)，测试其性能，其方阻为5.8m Ω / □ (0.6mmX 60mm),附着力大于27N (2mmX 2mm)。
[0033]实施例4:
[0034]熔炼法