钨浆

钨粉照片

什么是钨浆?

钨浆料由钨粉、无机粘结相和有机载体三部分构成,其中钨粉是其中的功能相,提供良好的导热导电性能,热膨胀系数很小,易通过调节与氧化铝陶瓷基体匹配,防止金属化过程中产生应力,为良好的封接提供了前提。

无机粘结相的首要作用是帮助烧结,使得在较低烧结温度下得到良好的钨导电膜,这是中温活性法金属化的基本原理;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。

有机载体分为树脂、溶剂、添加剂三部分,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。

集成电路照片

钨浆的制备

1)有机载体的制备
称取溶剂后,将盛溶剂的容器放入恒温水浴箱中(水温80℃),称取树脂和添加剂,一边缓慢加入容器中,一边用高速搅拌机进行搅拌,转速控制在(300-800)r/min,待树脂完全溶解后,继续保温1h,进行过滤并密封备用。

2)钨浆料的配制
将有机载体和钨金属化配方按w(固含量)为70%~85%的比例配料后搅拌均匀,然后用三辊轧机进行轧制,用刮板细度计测试细度,合格后收浆,过滤之后得到初成品,对初成品进行固含量和粘度测试,若不合格进行适当调节,得到最终浆料成品。

3)后续工艺
用丝网印刷设备对质量分数为96%氧化铝基片进行印刷,烘干后厚度为10~15um,在1300℃还原气氛下烧结。为保护金属化层,增强可焊性,最后在金属化钨层上电镀镍层,厚度控制在3~5um。

钨浆的用途

导体浆料是厚膜混合集成电路中用途最广、用量最大的一种导电浆料,其作用是固定分离的有源器件和无源器件,作为元件之间的互连线和厚膜电容上下电极及外引线的焊区。导体浆料的导电相一般为Ag, Pd, Au, Pt等贵金属,由于此类金属熔点较低,烧成温度一般在800~1000℃左右,不适合高温共烧技术。而钨熔点极高,达到了3410℃,同时还具有良好的导电、导热性能,不仅适合于常用的氧化铝基板,与未来有着良好应用前景的氮化铝基板也能很好的匹配。因此,钨浆在高温共烧技术领域得到了广泛的关注。


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