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LTCC低温共烧陶瓷银浆应用难点
低温共烧陶瓷基板技术(LTCC)是一种高密度集成封装技术,而其中的导电银浆料是制备高可靠性电子元件的关键原材料之一,其成分及性能对烧结后厚膜的导电性能、焊接性能以及与基板的共烧匹配性有极大的影响。


2020第一届低温共烧陶瓷产业高峰论坛上,国防科技大学刘卓峰博士认为,LTCC陶瓷基板和导体的共烧匹配是制约LTCC材料开发的关键技术问题。近年来,部分国内厂商已经逐步开发自主LTCC生瓷带,但是在电极浆料的开发方面与国外厂商还存在较大的差距,还未完全掌握LTCC导电浆料所需的玻璃粉、银粉和有机载体等基础材料的关键技术。



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图源自网络

难点——银浆与生瓷带的匹配性



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图源自山村硝子


由于LTCC工艺容差性小、工艺对接及控制指标极高,在开发LTCC用银导电极浆料过程中,必须全面考虑与LTCC生瓷带之间的匹配性。其中主要包括烧结收缩行为匹配、热膨胀系数匹配及化学相容性匹配这三方面,以减少层裂,翘曲和裂纹的产生。

目前LTCC用的银浆大多与生瓷带一起开发,节约研发时间的同时,提高了银浆的可靠度。如杜邦、贺利氏、Ferro、贵研铂业、上海晶材、浙江矽瓷等均采用这样的模式。

难点二——导电银浆的组成成分



导电银浆具有高导电率、低成本的特点,在导体浆料中应用广泛,现已成为导电浆料研发的主体。LTCC内电极用银浆属于采用银粉作为功能相的导电浆。导电银浆由银粉、有机载体及改性剂组成。有机载体通常由溶剂、增塑剂、流平剂、表面活性剂以及其他助剂组成。通过调节有机载体的成分配比和它在银浆中的含量来控制整个银浆的粘度、流平性、触变性和细度等工艺性能,使银浆料具有良好的丝网印刷性能。经混合搅拌、三辊轧制后形成均匀膏状物,通过丝网在基片上印刷成膜,最后经过烧结获得固化膜。

难点三——共烧收缩率


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银浆和生瓷带共烧升温曲线 图源自网络


在银浆中可以用乙基纤维素、松油醇等为有机载体。银浆和生瓷带一起烧结时有着各自的收缩率,因此需要调整银浆和生瓷带的共烧收缩率,后简称共烧收缩率。当银浆和生瓷带收缩率相差较大时,烧结产品会产生翘曲、裂纹、分层等现象,极大降低了元器件的电性能、稳定性以及使用寿命等,因此,调节共烧收缩率是十分必要的。


影响共烧收缩率的因素众多,如:生瓷带的烧结特性、银浆配方、银浆印刷图形的厚度、烧结工艺。银浆配方中无机相银粉的含量、立体形态、粒度分布、比表面积以及不同银粉搭配比例;有机相中树脂的种类、含量分散剂以及烧结助剂等均会影响烧结收缩率。


11月26日,广东工业大学姚英邦教授将在第三届高端电子陶瓷产业高峰论坛上带来《低温共烧陶瓷银浆用有机载体的制备》演讲分享,欢迎大家前来分享交流。


活动推荐:


第三届高端电子陶瓷产业高峰论坛(江苏昆山·11月26日)

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主要议题


序号

议题

拟邀请单位

1

基于HTCC技术的发展与应用

佳利电子 胡元云 常务副总/研究院院长 

2

高端电子陶瓷在汽车领域的发展应用

博世

3

先进低温共烧无源集成材料和器件技术发展

成都电子科大 刘成 教授

4

LTCC射频模块的发展与应用

京瓷

5

高精密叠层机应用于多层陶瓷基板介绍

上海住荣 技术专家

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昆山田菱 渡边智贵

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中科院深圳先进技术研究院 颜廷楠 博士

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杜邦

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厦门钨业

15

LTCC低温共烧陶瓷材料研究进展

南京航空航天大学

16

HTCC高端陶瓷封装外壳应用

宜兴电子

如有演讲意向,请联系周小姐:18320865613(微信同电话号码)


02

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