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陶瓷散热片用铜浆的制备工艺

来源:   发布时间:2020-02-23   点击量:76

 
陶瓷散热片用铜浆的制备
刘小丽  
【摘要】:随着微电子技术的迅猛发展,电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求,进一步推动了电子元件日益向微型化、集成化和高频化的方向发展。DBC法不能满足表面安装技术所需小、薄、轻的要求。采用丝网印刷铜浆代替覆铜,可以制备出尺寸小、厚度薄、密度高的陶瓷散热片,提高表面安装技术布线的密度。 铜浆是由铜金属粉末、玻璃粉末和有机载体经过三辊轧机轧制成混合均匀的膏状物。根据玻璃粉的附着机理和铜浆的导电机理,本文研究了厚膜导体铜浆的制备工艺与性能的关系,并探讨了铜浆用铜粉、玻璃粉与有机载体的制备工艺,得到以下结论: (1)采用两步复合还原法制备的超细铜粉为球形,无团聚,单分散,粒径均匀,粒度分布为3~5.59μm,适合作为铜浆导电相。较佳工艺条件为:硫酸铜1mol/L;氢氧化钠2.5mol/L;预还原剂葡萄糖2~2.5mol/L;预还原温度60℃;预还原时间30 min,自制分散剂少量;二次还原剂甲醛和水合肼(质量比为1:1.6);二次还原温度60℃;二次还原时间20 min;抗氧化剂1.0~1.5g/L。超细铜粉的制备工艺研究表明:反应温度、还原剂、还原剂浓度、分散剂、保护剂是影响超细铜粉性能的重要因素。 (2)制备了满足丝网印刷要求的有机载体,其配方和工艺条件为:乙基纤维素8wt.%,柠檬酸三丁酯12wt.%,丁基咔吡醇21wt.%,松油醇57wt.%,其他助剂2wt.%,流平时间为10min,干燥时间为5min,烧结温度为830~870℃,烧结时间为20min。有机载体的制备工艺研究表明:有机溶剂的挥发特性决定了有机载体的性能,流平时间、干燥时间、烧结时间是影响印刷性能的重要因素。 (3)采用熔融法制备玻璃粉,通过对玻璃的粘度、软化点以及玻璃粉的显微组织的研究,得到了适用于铜浆的玻璃粘结剂,其组分为:(wt%)40SiO2-31Bi 2O3-5B2O3-3Al2O3-5TiO2-3CaO-4SrO-5Na2O-5K2O。 (4)铜浆的最佳配方为:超细铜粉70wt.%,氧化铋3wt.%,B6玻璃粉5wt.%,有机载体22wt.%。铜导电膜的性能:附着力为20N/mm2,方阻为3.2Ω/□。 (5)玻璃釉膜与铜厚膜全浸实验表明:由B6玻璃相制备的玻璃釉膜在化学镀镍液中可耐腐蚀16h;由B6玻璃相制备的铜厚膜在化学镀镍后,铜厚膜与基片间出现了空隙,厚膜对基片的附着力明显降低。
热门标签:晶谷导电铜浆玻璃粉