无玻璃铜浆(杜邦)
(2023-05-02 07:44:18)
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教育 |
贵金属导体,用贵金属导体浆料来制作,已经是非常成熟的了,它的优点是,低电阻率、可焊性好、附着力高等,它的组成描述在美国专利4001146中。它的缺点是高成本,为了降低成本,镍和铜进入视野。
美国专利3943168描述了浆料成分包含镍和玻璃粉和惰性的液体载体。美国专利4072771描述的导体浆料包含铜,玻璃粉,惰性液体载体。玻璃粘结的浆料,无论怎样,它都有一个富玻璃层在导体与陶瓷基片之间,这个富玻璃层在热循环后会产生微裂纹,降低附着力,它也降低导电性,特别是在频率大于1GHz的微波电路中。
简述
本发明的导体浆料包含铜,但不含玻璃,它用于微波电路中,展示了良好的导电性、可焊性和附着力。
本发明的导体浆料混合了铜、氧化铜、氧化铅或氧化铋、以及惰性液体载体,它丝网印刷到陶瓷基片上,在氮气中烧结,温度900-1060,其结果,用于微波电路,频率可以上到1GHz以上。本发明的导体浆料也可以用于多层电路中。
例1
85%的铜粉,粒径0.3-5微米,2%的氧化铜,1%的氧化铋,分散在6%的有机载体中,有机载体是13%的乙基纤维素、29%的松油醇、58%的邻苯二甲酸二丁酯,分散用三辊轧机。
所制作的浆料用200目不锈钢丝网印刷到96%氧化铝基片上,在120烘干15分钟,烧结用BTU传送带炉,氮气气氛,峰值温度1010和1060,峰值时间15分钟,总烧结周期1小时。电阻率的测量用200方图形,测试仪表是惠普3428A毫欧表,宽度和厚度的测量用B&L显微镜,测量电阻值,计算方阻,标准干膜厚取1密尔。
附着力试验焊锡用62Sn-36Pb-2Ag,助焊剂用阿尔法611,焊接温度220,试验焊盘80密尔,拉力计用HS,测试结果如下表:
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烧结温度() |
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1010 |
1060 |
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电阻率 |
1.1mΩ/方 |
1.1 |
可焊性 |
优 |
优 |
附着力 |
5.1磅 |
7.0 |
失效模式 |
A |
A+C |
失效模式:A是铜层与陶瓷基片分离;C是引线拉脱。
例2
83.5%的铜粉,粒径0.3-5微米,3%的氧化铜,1.5%的氧化铅,分散在5%的乙基纤维素,3.5%的丁基卡必醇,和3.5%的邻苯二甲酸二丁酯,分散机械是三辊轧机。
丝网印刷用325目不锈钢丝网,一部分印刷在96%氧化铝陶瓷基片上,另一部分印刷在杜邦4175介质层上,干燥在120/15分钟,氮气烧结,峰值条件900/15分钟。
可焊性测试焊接用60Sn-40Pb焊锡,助焊剂为阿尔法611,焊接温度225,肉眼观察可焊性良好。
例3
85%的铜粉,粒径0.3-5微米,1%的氧化铜,1%的氧化铋,1%的氧化铅,分散在6%的乙基纤维素载体和6%的松油醇中,分散机械为三辊轧机。
丝网印刷用200目不锈钢丝网,基片是96%氧化铝,干燥在120/15分钟,烧结在BTU氮气炉中,峰值温度分别为1010和1060,峰值时间都是15分钟,总烧结周期都是1小时。测试方法与例1相同。测试结果如下:
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烧结温度() |
|
1010 |
1060 |
|
电阻率 |
1.0mΩ/方 |
1.19 |
可焊性 |
优 |
优 |
附着力 |
6.2磅 |
5.2 |
失效模式 |
C |
C |