[發明專利]導電組合物和導電漿料和線路板及其制造方法

在審

• 申請號: 201410119113.3
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN104952507A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 錢建波
• 申請（專利權）人: 浙江德匯電子陶瓷有限公司
• 主分類號: H01B1/02
• 分類號: H01B1/02;H01B1/14;H05K1/09;H05K3/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;張苗

技術領域

本發明涉及一種導電組合物，含有該導電組合物的導電漿料，采用該導電漿料制造的線路板，以及該線路板的制造方法。

背景技術

氮化鋁陶瓷是目前最為理想的新型高熱導率陶瓷基板和封裝材料，與氧化鋁陶瓷相比，其熱導率是氧化鋁的10倍左右，與氧化鈹陶瓷相比，其具有無毒環保的優點。氮化鋁的熱膨脹系數與硅、砷化鎵相匹配，介電常數較低，材質機械強度高，符合高功率大尺寸微細化的發展趨勢。

為了封裝結構的密封，元器件搭載及輸入、輸出端子的連接等目的，氮化鋁陶瓷基板表面及內部均需金屬化，但是氮化鋁是強共價鍵化合物，與離子鍵結合的金屬氧化物相比，在高溫下較難與金屬潤濕，金屬化難度較大。目前已經開發出的氮化鋁陶瓷金屬化方法主要有：薄膜金屬化（如Ti/Pt/Au）、厚膜金屬化（低溫金屬化、高溫金屬化）、化學鍍金屬化（如Ni）、直接鍵合銅金屬化（DBC）等。但是現有的這些方法得到的氮化鋁陶瓷基板與金屬化層的附著強度均小于4MPa。

其中厚膜金屬化法是在陶瓷基板上通過絲網印刷形成封裝用金屬層、導體（電路布線）及電阻等，經燒結形成釬焊金屬層、電路及引線接點等。其一般步驟包括：圖案設計、漿料制備、絲網印刷、干燥和燒結。

采用厚膜金屬化法在氮化鋁陶瓷表面形成金屬層時，一般需要在1200℃左右對陶瓷基板表面進行高溫熱氧處理，但隨著溫度升高，基板的氧化作用加劇，致使金屬化結合強度下降。為了提高氮化鋁陶瓷的熱導率，需要減少陶瓷中玻璃相的含量，但是在厚膜金屬化中又需要利用陶瓷中玻璃相來提供金屬層與陶瓷層之間的粘接，另外氮化鋁的反應活性很強，已經商業化的應用于氧化鋁基片的厚膜漿料體系不能直接用于氮化鋁基片。

發明內容

為了解決現有技術中金屬厚膜法在氮化鋁陶瓷表面形成的金屬層與氮化鋁陶瓷之間附著力低以及形成有金屬層的氮化鋁陶瓷熱導率低的缺陷，本發明提供了一種導電組合物，含有該導電組合物的導電漿料，采用該導電漿料制造的線路板，以及該線路板的制造方法。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種導電組合物，所述導電組合物含有銀顆粒、玻璃粉和反應型粘結劑，所述銀顆粒的.體積平均粒徑為10-50μm，所述反應型粘結劑為二硼化鋯和/或二硼化鈦；其中，以所述導電組合物的總重量為基準，所銀顆粒的含量為60-90重量%，所述玻璃粉的含量為5-25重量%，所述反應型粘結劑的含量為1-15重量%；優選地，以所述導電組合物的總重量為基準，所述銀顆粒的含量為70-85重量%，所述玻璃粉的含量為5-20重量%，所述反應型粘結劑的含量為5-10重量%。

根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種導電漿料，所述導電漿料含有上述的導電組合物、表面活性劑和有機溶劑。

根據本發明的第三個方面，本發明提供了一種線路板，所述線路板包括氮化鋁陶瓷基板以及附著在所述氮化鋁陶瓷基板的至少一個表面的線路層，其中，所述線路層由上述導電漿料形成。

根據本發明的第四個方面，本發明提供了一種線路板的制造方法，所述方法包括：將氮化鋁陶瓷基板進行熱氧化處理后，經絲網印刷法將導電漿料印刷在所述陶瓷基板的表面上，然后進行干燥并燒結，其中，所述導電漿料為上述導電漿料。

本發明的導電漿料可以直接涂覆在氮化鋁陶瓷基板上形成線路層。

本發明的線路板具有較高的散熱能力，且線路層與氮化鋁陶瓷基板之間具有較高的附著強度。

具體實施方式

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種導電組合物，所述導電組合物含有銀顆粒、玻璃粉和反應型粘結劑，所述銀顆粒的體積平均粒徑為10-50μm，所述反應型粘結劑為二硼化鋯和/或二硼化鈦；其中，以所述導電組合物的總重量為基準，所銀顆粒的含量為60-90重量%，所述玻璃粉的含量為5-25重量%，所述反應型粘結劑的含量為1-15重量%。

在優選情況下，所述銀顆粒的體積平均粒徑為15-25μm，這樣由含有所述導電組合物的導電漿料在形成一定厚度的線路層的情況下，所述線路層中含有較高含量的銀顆粒，從而使金屬層具有更高的導電性能。在本發明中，銀顆粒的體積平均粒徑可以采用馬爾文激光粒度分析儀測定。

所述銀顆粒可以根據本領域常規的方法制得，例如，物理法、電解法和化學還原法。根據本發明，所述銀顆粒優選為物理法制得。物理法制備銀顆粒的具體過程為本領域技術人員所公知，在此不再贅述。

根據本發明，優選情況下，以所述導電組合物的總重量為基準，所述銀顆粒的含量為70-85重量%，這樣既能使形成的線路層具有較高的導電性能，又可以使形成的線路層與基板之間具有較高的附著力。