《厚膜導體材料》PPT課件

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1、4.2厚膜導體材料4.2.1厚膜導體材料實現(xiàn)的功能：（1）在電路節(jié)點之間提供導電布線；（2）提供多層電路導體層之間的電連接；（3）提供端接區(qū)以連接厚膜電阻；（4）提供元器件與膜布線以及更高一級組裝的電互連；（5）提供安裝區(qū)域，一邊安裝元器件.兩大類:貴金屬和賤金屬。對于厚膜導體金屬的要求主要有以下幾點：1)電導率高,TCR?。?)與玻璃不發(fā)生反應(yīng)，不向厚膜介電體及厚膜電阻體中擴散；3)與介電體及電阻體的相容性好；4)不發(fā)生遷移現(xiàn)象；5)可以焊接及引線鍵合6)不發(fā)生焊接浸蝕；7)耐熱循環(huán)；8)資源

2、豐富，價格便宜。4.2.2厚膜導體材料選用導體時，通常要進行下述試驗:1)測定電阻值(按需要有時也包括TCR)2)浸潤性。測量導體膜上焊料液滴的展寬直徑。3)耐焊料浸蝕性。將導體膜反復浸入焊料液體中，測量到明顯發(fā)生浸蝕的浸入次數(shù)。4)遷移性。在導體圖形間滴上水滴，并施加一定的電壓，測量達到短路經(jīng)過的時間。5)結(jié)合強度。在導體膜上焊接引線，沿垂直于膜面方向拉伸，測量拉斷時的強度，確定破斷位置，分析斷面形貌結(jié)構(gòu)等。6)熱老化后的強度。焊接后，在150攝氏度下放置48小時，測量導線的結(jié)合強度等。下面介

3、紹幾種能較好滿足上述要求的常用厚膜導體材料：a)AgAg漿料的最大優(yōu)點是電導率高。焊接后的Ag厚膜導體，隨時間加長及溫度上升，其與基板的附著強度下降。這是由于Ag與玻璃層間形成Ag-O鍵，以及與焊料擴散成分生成所致。為了防止或減少的發(fā)生，或者使Ag膜加厚，或者在Ag上電鍍Ni.Ag的最大缺點是易化學遷移。這是由于Ag與基板表面吸附的水分相互作用，生成AgOH，它不穩(wěn)定，容易被氧化而析出Ag,從而引起Ag的遷移。為了抑制，一般要在漿料中添加pd或pt.b)Ag-Pd在Ag中添加Pd,當Pd/(Pd

4、+Ag)>0.1左右時，即可較好的抑制Ag的遷移。但當Pd的添加量較多時，會發(fā)生氧化生成PdO，不僅使導體焊接性能變差，而且造成電阻的增加。因此，Ag/Pd比一般控制在(2.5:1)~(4:1).最近，通過粒度控制，采用球形Ag顆粒，防止其凝聚等，使膜的導電性提高，由此開發(fā)出Ag/Pd為(5:1)~(10:1)的制品。為提高Ag-Pd導體的焊接浸潤性，以及導體與基板間的結(jié)合強度，需要添加。在燒成過程中，部分溶入玻璃中，在使玻璃的相對成分增加的同時，它與基板發(fā)生如下反應(yīng)：使膜的結(jié)合強度得到增大。焊

5、接時要對膜加熱，加熱時間增加，金屬顆粒與玻璃成分之間分散的，會由于焊料的主要成分Sn向?qū)w內(nèi)部擴散，而發(fā)生還原反應(yīng)：從而使膜的結(jié)合強度下降。故最近開發(fā)了許多不含Bi而采用其他玻璃粘結(jié)劑的Pd-Ag漿料，特別是適用于AlN陶瓷基片的漿料。c)Cu與貴金屬相比，Cu具有很高的電導率，可焊接，耐遷移性，耐焊料浸蝕性都好，而且價格便宜。Cu在大氣中燒結(jié)會氧化，需要在氮氣氣氛中燒結(jié)。在多層工藝中與介電體共燒時容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象和微孔，由于燒結(jié)時缺氧，有機粘結(jié)劑等不能完全燃燒和排除，與分層一起造成絕緣性能的下

6、降。Cu與基片的界面處易生成（偏鋁酸銅）,影響膜與基片的結(jié)合強度和膜的導電性能。d)Au在金漿料中按膜與基片的結(jié)合方式分為玻璃粘結(jié)劑型、無玻璃粘結(jié)劑型、混合結(jié)合型三種。將Au與玻璃粉末分散于有機溶劑中形成玻璃粘結(jié)劑型漿料，在燒結(jié)時玻璃易浮到膜層表面，對導電性及引線鍵合等都有影響。代替玻璃而加入等，與基板反應(yīng)，生成（鋁酸銅、鋁酸鎘）等化合物，成為導體膜與基板之間的界面。這種化合物和基板之間形成化學結(jié)合的形式，屬于不用玻璃粘結(jié)劑的漿料，但生成化合物溫度高是難點。因此，出現(xiàn)了加入玻璃及等富于流動性的物

7、質(zhì)，使燒結(jié)溫度降低的混合結(jié)合型漿料。4.2.3厚膜漿料的組成與特性厚膜電路是在所需的陶瓷基片上，通過絲網(wǎng)印刷粘性漿料形式的導電的、電阻性的和絕緣的材料。將印刷的厚膜漿料烘干以去除易揮發(fā)的成分，并且暴露在高溫下激活粘結(jié)機理，使厚膜粘附于基板上。利用這種方式，通過逐次沉積各層，可以形成多層之間互連結(jié)構(gòu)，其中還可以包含集成的電阻、電容和電感。所有的厚膜漿料都有兩個共同的一般特征：1.它們都是符合非牛頓流變學的粘性流體，適合絲網(wǎng)印刷。牛頓流體：牛頓流體定律中的比例系數(shù)即粘度是一個不變的常數(shù)的這類流體。研

8、究對象是水或氣體等小分子流體非牛頓流體：粘度不再是一個不變的常數(shù)。油漆和涂料剪切變稀流體：非牛頓流體當有外力作用時粘度變得很小，沒有外力時又變得很大，具有這種流變性能的流體稱為“剪切變稀流體”。厚膜漿料即為具有剪切變稀性質(zhì)的非牛頓流體2.厚膜漿料都由兩類不同的多組份相組成，一類相用于實現(xiàn)厚膜的電學和機械特性，一類載體相提供適當?shù)牧髯冃浴３Ｒ?guī)的厚膜漿料有四個主要成分：a.形成膜功能的有效成分。b.提供基板與保持活性粒子懸浮狀態(tài)的結(jié)合料之間粘結(jié)的粘結(jié)相c.提供合適的流體特性以適用于絲網(wǎng)印刷的有機粘合