一种用于高温共烧AlN多层布线基板的填孔钨浆及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光电通讯材料技术领域，是电子陶瓷封装技术发展的重要领域之一， 具体设及一种用于光电通讯行业的高溫共烧AlN多层布线基板的填孔鹤浆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着电子信息、电力电子、半导体激光等行业装备的多功能化和自动化程度日益 提高，要求电子线路系统必需具有功能完整、体积小、质量轻、高效率、高功率密度等特点， 因而促进了相关的电子器件朝着大功率、高集成化和微型化方向迅速发展，很多产品需要 在基板内部设计多层精密线路，从而达到电子器件需求，与之相适应的承载电子线路的基 板在质量上提出了更高的要求，尤其是基板材料的稳定性和散热性能。传统的承载基板主 要有PCB多层基板、Al2〇3多层基板、AlN多层基板，其中PCB、A12〇3基板因热导率低，其散热 性能达不到大功率、高集成线路基板要求，而AlN多层基板W160~230W/m.K高热导率、低 介电常数、热稳定性能良好等优点逐渐取代传统的PCB、Al2〇3多层基板。目前，AlN多层基 板已经在大功率模块电路、半导体激光器和光通讯行业等领域显示巨大优越性，具有广泛 市场空间。
[0003]AlN多层基板制作过程是通过流延生产适合的多层生瓷片（201410446360. 4专利 介绍），然后通过对生瓷片冲孔，并对冲孔（通孔）填充导电浆料实现层与层之间互通，再通 过印制、叠片、排胶、烧结等工艺制成为AlN多层基板。目前AlN多层布线工艺技术最多可 达30层W上，该技术能满足电子器件朝着大功率、高集成化和微型化方向迅速发展的电路 布线要求。因AlN生瓷片需要在1800°CW上才能够烧结成瓷，运就需要多层内部填孔所需 的浆料能够承受高溫烧结。传统的厚膜烧结的金浆和钮银浆料、多层LTCC金浆W及HTCC 用的钢儘浆料等都不能满足高溫要求；HTCC用的鹤浆虽然满足高溫烧结要求，但是与AlN 生瓷片烧结不匹配。AlN多层产品对填孔的浆料质量性能要求很高，具体如：浆料能够承受 1800°CW上的高溫烧结；填孔浆料的固含量需要达到90%W上；填孔浆料的收缩与AlN生 瓷片的收缩相匹配；浆料的粘度控制在一定范围内，既要满足填孔工艺要求，又不能够产生 边缘溢边现象。
【发明内容】
[0004] 为克服现有浆料的不能满足AlN多层基板制作所需的要求，本发明提出的是一种 用于高溫共烧AlN多层布线基板的填孔鹤浆，所制作的浆料能够满足高溫共烧AlN多层布 线基板制备过程中烧结高溫、浆料与AlN生瓷片的匹配性等要求，从而实现AlN多层基板不 同层之间上下互联导通。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种用于高溫共烧AlN多层布线基板的填孔鹤浆，包含有下述质量配比的原料： 阳007] 85~92%的鹤粉混合物、2~9%的无机粘结剂和6~13%的有机载体，所述鹤粉 混合物包含两种不同粒径的鹤粉，一种为粒径在0. 3~0. 9ym的鹤粉W及另外一种为粒径 在1. 0~2. 5ym的鹤粉，其粒径在0. 3~0. 9ym的鹤粉占鹤粉混合物的质量分数为45~ 65%。 阳008] 进一步地，所述无机粘结剂包含有下述质量配比的原料：92~97. 5%的AlN粉、 2~7%的烧结助剂和0. 5~1%的分散剂。
[0009] 进一步地，所述有机载体包含有下述质量配比的原料：10~25%的有机粘结剂、 0. 5~5%的分散剂、10~40%的增塑剂和30~79. 5%的溶剂。
[0010] 优选地，所述两种不同粒径的鹤粉在其平均粒度要求范围内，鹤含量> 99. 95%。 1] 所示烧结助剂为稀±氧化物、碱金属氧化物中：Y203、化0、MgO中一种或两种；
[0012] 所述分散剂为常用的油酸、S油酸甘油醋、鱼油、RE-610等一种或两种；
[0013] 所述有机粘结剂为常用的乙基纤维素、聚乙締醇缩下醒（PVB)等一种或两种；
[0014] 所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲醋值M巧和邻苯二甲酸下节醋度B巧一种或两种；
[0015] 所述溶剂为丙酬、下酬、乙醇、乙酸乙醋、二乙二醇乙酸醋酸醋等中的一种或两种。
[0016] 本发明还提供一种所述填孔鹤浆的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 1)将两种不同粒径的鹤粉混合球磨，制成鹤粉混合物，具体方法为：
[001引将称量好的两种不同粒径的鹤粉分别过200~300目网筛，除去大颗粒和硬团聚， 将过筛后的两种鹤粉加入到球磨罐中，再向球磨罐中添加溶剂进行球磨，球磨结束后将浆 料倒入敞口的容器中进行干燥，最后将干燥后的粉末粉碎过筛；
[0019] 2)制备无机粘结剂：称取烧结助剂、分散剂、溶剂进行第一步球磨，球磨的转速为 30~60r/min，时间为0. 5~化，然后再加入AlN粉进行第二步球磨，球磨的转速为30~ 6化/min,时间为1~地，球磨结束后将浆料倒入敞口的容器中进行干燥，干燥时间一般为 12~60h，最后将干燥后的粉末粉碎过筛；
[0020] 扣制备有机载体：称取有机粘结剂、分散剂、增塑剂、溶剂，并加入到揽拌溶解容 器中，各组分加入后设置揽拌器转速开始揽拌溶解，溶解时间为1~化，揽拌速度为200~ 500r/min;
[0021] 4)按照一定配比称取制备好的鹤粉混合物、无机粘结剂、有机载体并揽拌溶解均 匀，形成混合浆料，其中揽拌速度为200~50化/min,时间为0. 5~化；
[0022] 5)将揽拌混合均匀后的混合浆料进行社料，控制浆料的粒度在要求范围内，可采 用=漉机进行社料，反复社料4~10次。
[0023] 由W上技术方案可知，本发明具有如下有益效果：
[0024] 1.本发明采用的无机粘结剂满足AlN多层基板高溫烧结（180(rC)要求，同时该 无机粘结剂与AlN多层生瓷片烧结匹配性好，附着力强；
[00巧]2.本发明中有机载体采取有机粘结剂、分散剂和增塑剂的合理配比，实现了浆料 中鹤粉的有效分散和固含量控制在90%之上，从而使浆料具有粘度高、流变性好特点，确保 填孔工艺过程中不出现溢边、拉丝和漏填现象；
[00%] 3.本发明填孔浆料与AlN多层基板烧结收缩率一致性控制好，可W实现填孔烧 结收与AlN生瓷片烧结收缩在一定控制范围内，确保了在AlN多层生瓷片上填孔浆料经 1800°C高溫烧结后，不会因烧结收缩不一致而产生裂纹、脱孔等现象。
【附图说明】
[0027]图1为本发明制备方法的流程图； 阳02引图2为本发明优选实施例填充100ym生瓷片小孔的效果图。
【具体实施方式】
[0029] W上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 阳〇3〇] 实施例1
[0031] 本发明填孔鹤浆成分如下： 阳0巧鹤粉混合物 88% 阳〇3引无机粘结剂 2%
[0034] 有机载体 10%
[0035] 所述鹤粉混合物包含两种不同粒径的鹤粉，一种为粒径在0. 3~0. 9ym的鹤粉W 及另外一种为粒径在1. 0~2. 5ym的鹤粉，其粒径在0. 3~0. 9ym的鹤粉占鹤粉混合物 的质量分数为45%。
[0036] 所述无机粘结剂包含有下述质量配比的原料：92%的AlN粉、7 %的烧结助剂和 1 %的分散剂。
[0037] 所述有机载体包含有下述质量配比的原料：15%的有机粘结剂、1%的分散剂、 20%的增塑剂和64%的溶剂。
[0038] 制作工艺：鹤粉混合球磨一制备无机粘结剂一制备有机载体一制备混合浆料一社 料
[0039] 1)将两种不同粒径的鹤粉混合球磨，制成鹤粉混合物，具体方法为：
[0040] 将称量好的两种不同粒径的鹤粉分别过200目网筛，除去大颗粒和硬团聚，将过 筛后的两种鹤粉加入到球磨罐中，再向球磨罐中添加溶剂进行球磨，球磨结束后将浆料倒 入敞口的容器中进行干燥，最后将干燥后的粉末粉碎过筛；
[0041] 2)制备无机粘结剂：称取烧结助剂、分散剂、溶剂进行第一步球磨，球磨的转速为 3化/min,时间为化，然后再加入AlN粉进行第二步球磨，球磨的转速为30r/min，时间为地， 球磨结束后将浆料倒入敞口的容器中进行干燥，干燥时间一般为12h，最后将干燥后的粉末 粉碎过筛；
[0042] 3)制备有机载体：称取有机粘结剂、分散剂、增塑剂、溶剂，并加入到揽拌溶解容 器中，各组分加入后设置揽拌器转速开始揽拌溶解，溶解时间为比，揽拌速度为50化/min;
[0043] 4)按照一定配比称取制备好的鹤粉混合物、无机粘结剂、有机载体并揽拌均匀，形 成混合浆料，其中揽拌速度为20化/min,时间为化；
[0044] 5)将揽拌混合均匀后的浆料采用=漉机进行社料，反复社料4次，控制浆料的粒 度在要求范围内。 W45] 实施例2
[0046] 本发明填孔鹤浆成