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HTCC高温共烧陶瓷用钨浆组成及厂家一览
在高温共烧陶瓷中,目前陶瓷材料较多的为氧化铝他瓷。氧化铝的烧结温度一般为1400-1650C,而导体浆料导电相一般为Ag,Pd,Au,Pt等贵金属。这些金属熔点较低,烧成温度一般在800~1000℃左右,不适合高温共烧。而钨的熔点极高,可达3410℃。同时还具有良好的导电、导热性能,适合于常用的氧化铝基板,此外与未来有良好应用前景的氮化铝基板也能很好地匹配。


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HTCC用钨浆 图源自海外华昇


在多芯片组件中,高温共烧陶瓷HTCC的电子浆料一般钨浆料和钼锰浆料。当前应用较多的钨浆一般由粘接相、有机载体和钨粉组成。其中,钨粉的粒度形貌对浆料性能起到关键的影响。

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钨浆组成

和其他的电子浆料如银浆一样,高温共烧陶瓷用钨导电浆料一般是由金属钨粉本体、添加粘结相、有机载体组成。由于钨浆是通过丝网印刷转印到生瓷带上,所以钨粉的性质、有机载体的含量、流变学性质和粘结相的类型对浆料的印刷性能和烧结性能有一定的影响。

1、粘结相

应用于氧化铝基板的高温共烧厚膜钨导体浆料一般在还原气氛中烧成,这样钨表面没有氧化层,与金属键接合有利,但与陶瓷接合不利。所以氧化铝共烧基板的厚膜钨导体浆料技术中,通常在浆料中掺入粘结相,粘结相一般使用氧化铝粉,它起到粘接、固定和保护功能相的作用,通常占比4~8%。

此外,无机粘结相的另一个重要作用是提供封接强度,由于钨浆料需要在还原气氛下烧结,直接在氧化铝陶瓷上沉积的钨层没有附着力,而粘结相可以和瓷体键合,提供良好的封接强度。

2、有机载体

有机载体又称有机粘结剂,它的功能是把钨粉、粘接剂及其它固体粉末混合分散成膏状浆料,使其具有一定的粘稠性,从而很好地粘附在基板表面。在钨浆料中,一般有机载体占5%〜30%。有机载体不参与组膜,在导体烧成过程中逐步挥发和燃烧。

有机载体分为树脂、溶剂、添加剂三部分。一般情况下树脂采用乙基纤维素,溶剂采用松油醇,根据需要加入表面活性剂、流平剂、消泡剂等有机添加剂。

3、钨粉

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图源自网络

钨粉作为功能相材料是决定浆料导电性能的主要因素。一般钨粉的含量占导电浆料的60%〜90%。钨粉的粒度、均匀性和表面形态对浆料的印刷性能和烧结性能影响很大。钨粉的粒径对导电膜的电学性质有着至关重要的影响,同样的导电性采用粒度小的颗粒,可以减少膜层的厚度,但粒度太细,烧结时收缩严重,得不到好的膜层,且会引起基板的弯曲变形;钨粉的粒度过大,则烧结速度较慢,烧结程度低,烧成的膜不够致密。

HTCC用钨浆料生产厂家相对来说比较少,主要的厂家有Ferro、American Elements Materials Science、大研化学、海外华昇、六方钰成、深圳竹土、深圳赛雅等。


文章参考:李剑,刘宇.钨浆料用钨粉研究进展

唐利锋 , 程凯. 微波传输用 HTCC 金属化钨浆料的研制

许丽清 , 朱宏. 应用于氧化铝共烧基板的厚膜钨导体浆料


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