1.本發(fā)明涉及過(guò)渡導(dǎo)體漿料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.ltcc技術(shù)(low temperature cofired ceramic，ltcc)是一種新型多層基板工藝技術(shù)，具有具有較低的介電常數(shù)、較低的介質(zhì)損耗特性、高導(dǎo)電率的金屬導(dǎo)體(金、銀、銅等)，易于集成，設(shè)計(jì)多樣、靈活及優(yōu)良的高頻微波性能優(yōu)點(diǎn)，是設(shè)計(jì)和制造射頻微波集成元件、模塊和sip等高密度集成子系統(tǒng)或系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。ltcc技術(shù)已經(jīng)成為高密度集成組件最理想的技術(shù)。隨著5g技術(shù)的應(yīng)用，ltcc微波無(wú)源元件(ltcc濾波器、功分器、巴倫等)、毫米波濾波器、毫米波集成天線的需求量越來(lái)越大。許多高頻應(yīng)用需要ltcc導(dǎo)體具有優(yōu)良的特性，包括：理想的導(dǎo)電性、可焊接性、抗焊料侵蝕性能、鍵合性能、附著力、抗遷移性能、和長(zhǎng)期可靠性。

3.對(duì)于高可靠的ltcc器件采用高可靠的金導(dǎo)體，增加了器件的成本。特別是在通訊等民用領(lǐng)域成本是重要的考慮因數(shù)之一，期望找到替代像金這樣貴金屬的方法。其中一個(gè)方法是采用銀基導(dǎo)體而不是金。但銀導(dǎo)體的可靠性相對(duì)較低，而且不能金絲鍵合。在需要金絲鍵合的地方或靠可靠地方還是需要應(yīng)用金導(dǎo)體和金通孔。例如ltcc基板表面需要金絲鍵合和高的可靠性，ltcc開(kāi)腔的底部需要采用高可靠的金導(dǎo)體。雖然可以采用過(guò)渡通孔混合導(dǎo)體技術(shù)，ltcc基板內(nèi)部采用銀通孔、銀導(dǎo)體，表面金屬層采用金導(dǎo)體，一定程度的降低成本。但在有空腔的ltcc基板，腔較底部需要使用高可靠金導(dǎo)體，而且空腔底部往往是大面積金屬接地層，如果僅僅空腔底部使用金導(dǎo)體，其他地方使用銀導(dǎo)體，這樣存在金銀導(dǎo)體搭接的地方，在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，在金銀導(dǎo)體搭接的地方產(chǎn)生空洞，有互連的可靠性問(wèn)題。

4.因此ltcc基板空腔以上的ltcc基板需要使用金通孔和金導(dǎo)體漿料(圖1)，這樣大大的增加了ltcc基板的制造成本。因此希望尋找一種導(dǎo)體系統(tǒng)能夠減小或消除金銀連接缺陷問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

6.本發(fā)明的目的在于提供一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

7.(二)技術(shù)方案

8.本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

9.一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料包括70

?

90wt％無(wú)機(jī)成分和30

?

10wt％有機(jī)載體，無(wú)機(jī)成分包括10

?

50wt％au粉，80

?

50wt％ag粉；1

?

10wt％au

?

ag固溶體合金粉；1

?

5wt％pt粉；0.5

?

5wt％無(wú)機(jī)氧化物或高粘度玻璃粉，其中無(wú)機(jī)氧化物為al、cu、ti、

mg、zr、mo、mn、ru、co，y氧化物中中的一種或幾種混合物，有機(jī)載體包括90

?

96wt％有機(jī)溶劑、4

?

10wt％有機(jī)樹(shù)脂、1

?

5wt％改性劑。

10.優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)成分中au粉d50為1.0

?

3.0um，ag粉的d50為1.0

?

3.0um；au

?

ag固溶體合金粉d501.0

?

3um；pt粉d500.5

?

1.5um。

11.優(yōu)選的，所述高粘度玻璃粉具體為硼硅酸鹽玻璃。

12.優(yōu)選的，所述硼硅酸鹽玻璃包括60

?

75wt％sio2、20

?

30wt％b2o3、0

?

2wt％al2o3、0

?

5wt％na2o。

13.優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑醇類溶劑或酯類溶劑，且所述有機(jī)溶劑沸點(diǎn)高于150℃。

14.優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑具體為丁基卡必醇、松油醇、十二醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丁基卡必醇醋酸酯制備的一種或兩種以上溶劑混合物。

15.優(yōu)選的，所述有機(jī)樹(shù)脂包括酯類樹(shù)脂和纖維素類樹(shù)脂，所述纖維素類樹(shù)脂具體為乙基纖維素。

16.還包括一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

17.步驟一：按無(wú)機(jī)金屬粉體：有機(jī)載體比例為70

?

90wt％：30

?

10wt％稱取原料放入攪拌設(shè)備中進(jìn)行混合；混合時(shí)間為20

?

30分鐘；

18.步驟二：將混合好的漿料取出，放入三輥研磨機(jī)進(jìn)行分散研磨，用刮板細(xì)度計(jì)測(cè)試漿料的細(xì)度，漿料細(xì)度小于15um；

19.步驟三：采用篩網(wǎng)對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)濾，制得過(guò)渡導(dǎo)體漿料。

20.優(yōu)選的，所述步驟三中篩網(wǎng)目數(shù)為325

?

400目。

21.(三)有益效果

22.本發(fā)明通過(guò)將無(wú)機(jī)成分和有機(jī)載體混合制備一種新型的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，在無(wú)機(jī)成分中摻入ag以及au

?

ag固溶體合金替代au的使用，大大降低生產(chǎn)成本，并通過(guò)加入有機(jī)載體避免燒結(jié)過(guò)程中的柯肯達(dá)爾效應(yīng)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

23.圖1為以前l(fā)tcc混合導(dǎo)體金屬導(dǎo)體布線結(jié)構(gòu)示意圖；

24.圖2為本使用發(fā)明過(guò)渡導(dǎo)體漿料的ltcc基板混合導(dǎo)體布線結(jié)構(gòu)示意圖；

25.圖3為本發(fā)明過(guò)渡導(dǎo)體布線結(jié)構(gòu)示意圖；

26.圖4為本發(fā)明金導(dǎo)體與銀導(dǎo)體連接結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

27.本發(fā)明公開(kāi)了一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法，以下通過(guò)具體實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

28.實(shí)施例：

29.本發(fā)明提供一種用于一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法，所述的過(guò)渡導(dǎo)體漿料組成包括：i無(wú)機(jī)粉體10

?

50wt％au粉，80

?

50wt％ag銀粉；1

?

10wt％au

?

ag固溶體合金粉；1

?

5wt％pt粉；0.5

?

5wt％無(wú)機(jī)氧化物或高熔點(diǎn)玻璃粉或兩者的混合物，無(wú)機(jī)氧化物為al、cu、ti、mg、zr、mo、mn、ru、co，y中的一種或幾種混合物，ii有機(jī)載體。

30.實(shí)施例中所述的金粉為d50 1

?

3um球形粉末，也可以使用1

?

5um的片狀金粉；銀粉為d501

?

3um球形粉末；au

?

ag固溶體合金粉為d50 1

?

3um球形粉末；pt粉d50 0.5

?

1.5um。

31.實(shí)施例中所述的有機(jī)載體組成為：5wt％乙基纖維素，40wt％松油醇，55wt％丁基卡必醇醋酸酯；

32.實(shí)施例中所述的氧化物為zro2；

33.實(shí)施例中所述的高熔點(diǎn)玻璃組成為：72wt％sio2、26wt％b2o3、1wt％al2o3、1wt％na2o。

34.實(shí)施例中具體的無(wú)機(jī)粉體比例為：35wt％au粉，41wt％ag粉，10wt％au

?

ag固溶體合金粉，10wt％pt粉，wt1.5wtzro2粉，2.5wt％高熔點(diǎn)玻璃粉。

35.實(shí)施例中所述的過(guò)渡導(dǎo)體漿料含80wt％無(wú)機(jī)粉體，20wt％有機(jī)載體。

36.按比例稱取無(wú)機(jī)粉體和有機(jī)載體放入攪拌設(shè)備中進(jìn)行混合，優(yōu)選的混合時(shí)間為20

?

30分鐘。

37.將混合好的漿料取出，放入三輥研磨機(jī)進(jìn)行分散研磨，用刮板細(xì)度計(jì)測(cè)試漿料的細(xì)度，漿料細(xì)度最好小于20um，優(yōu)選小于15um；采用篩網(wǎng)對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)濾；過(guò)濾篩網(wǎng)目數(shù)最好是325

?

400目。

38.過(guò)渡導(dǎo)體與金導(dǎo)體和銀導(dǎo)體互連：如圖2的空腔結(jié)構(gòu)的ltcc基板，空腔局部放大見(jiàn)圖3，第4層ltcc介質(zhì)層是空腔的底部，為了可靠性的需要空腔底部需要采用金導(dǎo)體，介質(zhì)層4表面往往是大面積的接地金屬層，如果全部采用金導(dǎo)體會(huì)增加ltcc基板制造成本，本專利采用通過(guò)將介質(zhì)層4上的金屬導(dǎo)體分為三部分，空腔底部采用金導(dǎo)體，金導(dǎo)體的四周采用0.3

?

0.5mm寬的過(guò)渡金屬導(dǎo)體，其他部分采用銀導(dǎo)體。金導(dǎo)體和銀導(dǎo)體通過(guò)過(guò)渡金屬導(dǎo)體連接起來(lái)(圖4)。

39.過(guò)渡導(dǎo)體漿料應(yīng)用：如圖2ltcc基板，有6層空腔結(jié)構(gòu)，介質(zhì)層5上有臺(tái)階結(jié)構(gòu)，露出部分(圖2中的1)是需要金絲鍵合區(qū)域，需要采用金導(dǎo)體，同時(shí)空腔底部(圖2中的1)需要采用金導(dǎo)體增加芯片粘接的長(zhǎng)期可靠性?？涨坏牡撞渴莑tcc介質(zhì)層4(die

?

4)，往往此層是大面積接地層。實(shí)施例將空腔底部導(dǎo)體采用金導(dǎo)體，其他部分采用銀導(dǎo)體，中間通過(guò)過(guò)渡導(dǎo)體進(jìn)行連接。臺(tái)階層鍵合區(qū)互連通孔落在過(guò)渡導(dǎo)體上，采用金導(dǎo)體通孔，與過(guò)渡導(dǎo)體能很好的兼容，該層其他地方采用銀通孔(圖2中的5)和銀導(dǎo)體。

40.舉例說(shuō)明介質(zhì)層4(die

?

4)和介質(zhì)層5(die

?

5)通孔、導(dǎo)體印刷過(guò)程。介質(zhì)層4上通孔全部采用銀通孔，介質(zhì)層4上導(dǎo)體，首先在ltcc介質(zhì)層4上印刷金導(dǎo)體，60

?

80℃烘干10

?

15分鐘，然后印刷銀導(dǎo)體，再在60

?

80℃烘干10

?

15分鐘，最后印刷過(guò)渡金屬導(dǎo)體，60

?

80度烘干10

?

15分鐘，導(dǎo)體的印刷順序沒(méi)有特別要求。ltcc介質(zhì)層5上鍵合區(qū)下面的通孔和過(guò)渡金屬導(dǎo)體相連，采用金通孔；和銀導(dǎo)體互連的通孔采用銀通孔，具體的是將ltcc介質(zhì)層5上的通孔分為兩個(gè)金屬掩膜印刷網(wǎng)板，先進(jìn)行金通孔的填充印刷，60

?

80℃烘干10

?

15分鐘，再進(jìn)行銀通孔的填充印刷，印刷順序沒(méi)有特別要求。介質(zhì)層上導(dǎo)體，首先在介質(zhì)層5上印刷金導(dǎo)體，60

?

80℃烘干10

?

15分鐘，然后印刷銀導(dǎo)體，再在60

?

80℃烘干10

?

15分鐘，導(dǎo)體的印刷順序沒(méi)有特別要求。ltcc介質(zhì)層5上的金導(dǎo)體和銀導(dǎo)體印刷采用兩個(gè)網(wǎng)板分別印刷。所有l(wèi)tcc介質(zhì)層通孔填充和導(dǎo)體印刷完成后，進(jìn)行疊層和等靜壓、排膠和燒結(jié)。

41.本發(fā)明提供了一種用于低溫共燒陶瓷(ltcc)基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法，該過(guò)渡導(dǎo)體漿料能可靠的連接金導(dǎo)體和銀導(dǎo)體。使得ltcc基板可以最大限度的使用銀導(dǎo)體

來(lái)代替金導(dǎo)體，大大的降低了ltcc基板的制造成本。

42.以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選例，并不用來(lái)限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。技術(shù)特征：

1.一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料包括70

?

90wt％無(wú)機(jī)成分和30

?

10wt％有機(jī)載體，無(wú)機(jī)成分包括10

?

50wt％au粉，80

?

50wt％ag粉；1

?

10wt％au

?

ag固溶體合金粉；1

?

5wt％pt粉；0.5

?

5wt％無(wú)機(jī)氧化物或高粘度玻璃粉，其中無(wú)機(jī)氧化物為al、cu、ti、mg、zr、mo、mn、ru、co，y氧化物中中的一種或幾種混合物，有機(jī)載體包括90

?

96wt％有機(jī)溶劑、4

?

10wt％有機(jī)樹(shù)脂、0.1

?

5wt％改性劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述無(wú)機(jī)成分中au粉d50為1.0

?

3.0um，ag粉的d50為1.0

?

3.0um；au

?

ag固溶體合金粉d50 1.0

?

3um；pt粉d50 0.5

?

1.5um。3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述高粘度玻璃粉具體為硼硅酸鹽玻璃。4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述硼硅酸鹽玻璃包括60

?

75wt％sio2、20

?

30wt％b2o3、0

?

2wt％al2o3、0

?

5wt％na2o。5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述有機(jī)溶劑醇類溶劑或酯類溶劑，且所述有機(jī)溶劑沸點(diǎn)高于150℃。6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述有機(jī)溶劑具體為丁基卡必醇、松油醇、十二醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丁基卡必醇醋酸酯制備的一種或兩種以上溶劑混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料，其特征在于：所述有機(jī)樹(shù)脂包括酯類樹(shù)脂和纖維素類樹(shù)脂，所述纖維素類樹(shù)脂具體為乙基纖維素。8.一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一：按無(wú)機(jī)金屬粉體：有機(jī)載體比例為70

?

90wt％∶30

?

10wt％稱取原料放入攪拌設(shè)備中進(jìn)行混合；混合時(shí)間為20

?

30分鐘；步驟二：將混合好的漿料取出，放入三輥研磨機(jī)進(jìn)行分散研磨，用刮板細(xì)度計(jì)測(cè)試漿料的細(xì)度，漿料細(xì)度小于15um；步驟三：采用篩網(wǎng)對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)濾，制得過(guò)渡導(dǎo)體漿料。9.根據(jù)權(quán)利要求8中的一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料的制備方法，其特征在于：所述步驟三中篩網(wǎng)目數(shù)為325

?

400目。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于低溫共燒陶瓷基板的過(guò)渡導(dǎo)體漿料及其制備方法，其目的是減少不同金屬導(dǎo)體連接界面反應(yīng)。其組成包括I無(wú)機(jī)成分(a)10

技術(shù)研發(fā)人員：李超 柳小燕

受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽華封電子科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.03.10

技術(shù)公布日：2021/6/24