金屬漿料導電相研究進展

Mondo 健康 更新 2024-02-01

前言

金屬化漿通常由金導電相、粘結劑相和有機載體組成,以不同比例均勻混合製成金屬漿料,通過絲網印刷、噴槍噴塗或其他工藝塗覆到陶瓷基板表面,金屬和陶瓷經高溫共燒後密封。

導電相

導電相是指金屬漿料中的導電顆粒,金屬漿料根據導電相的不同可分為***漿料和賤金屬漿料。 漿料是指以Au、Ag等及其合金為導電相的一種導電漿料,在厚膜元件及其電路中應用較為廣泛。 漿料的理化效能相對穩定,但由於價格高昂,其開發和應用受到限制。 為了找到替代最佳漿料的材料,人們開始研究賤金屬材料。 賤金屬漿料主要包括銅漿、鎳漿、鉬錳漿和鎢漿。

CU導電漿料

使用Cu作為導電相的金屬漿料具有許多優點,例如導電性好,可用於多層結構,易於印刷,生產成本低。 表1-3是各種Cu漿液的組成,Cu含量在73-80wt%之間,並含有微量的Mg、Ag、Mn等物質。

Cu漿料通常印刷在Al2O3陶瓷基板或厚膜介電層上,乾燥後在N2氣氛中燒成,但燒成氣氛中O2的含量會對漿料中的物質產生很大影響。

NI導電漿料

鎳導電漿通常印在玻璃基板表面,燒結氣氛一般為大氣壓或N2,有時在還原氣氛中燒結,燒結溫度一般在600°C左右。 但是,Ni的可焊性和導電性不如Cu,因此需要浸入錫中,並且焊區需要研磨或覆蓋AG或AG-PB等導體。 表1-4列出了NI和AL導電漿料的特性。

鉬錳(Mo-Mn)導電漿料

MO-MN漿料廣泛應用於陶瓷和金屬的密封工藝中,利用MO-MN漿料對陶瓷進行金屬化的方法通常稱為MO-MN法。 MO-MN法是將金屬MO或MO和MN與有機載體的混合粉末混合成金屬漿狀,然後將漿料塗覆在陶瓷生坯表面,然後在溼氫或惰性氣氛中高溫燒結,在燒結金屬層表面鍍鎳後進行釺焊,實現金屬和陶瓷的密封。

1] 劉貴武, 喬光關, 王洪傑, 等. 活性鉬錳法連線高純Al2O3陶瓷不鏽鋼[J].稀有金屬材料與工程, 2007,36(5):920-923

2] 徐彥紅, 張菊賢, 陳麗梅, 等. 氧化鋁陶瓷mo-mn-ti-si-al體系中糊狀物的金屬化工藝研究[J].真空電子技術, 2011(1):26-29

[3] 李芳, 田華, 朱華, 等. 95 氧化鋁瓷與藍寶石金屬化層的對比分析[J].真空電子技術,2017(5):46-50

4]張菊賢.國內外電真空用氧化鋁陶瓷金屬化層的微觀組織分析[J].真空電子技術,2003(4):27-28

5] 王曉寧, 何曉梅, 李九安, 等. 陶瓷-金屬密封缺陷-瓷“光板”原因**[J].真空電子技術, 2012(4):28-33

根據眾多學者的研究,陶瓷和金屬的密封機理主要包括以下兩個方面:

(1)玻璃相的遷移。 在高溫燒結過程中,陶瓷基體中的玻璃相和金屬漿體中的玻璃相相互遷移,分別潤濕金屬顆粒和陶瓷,並在冷卻過程中將金屬和陶瓷密封在一起。

2)化學反應。陶瓷基體中的燒結助劑和金屬漿體中的無機氧化物會發生化學反應,形成新的化合物,有利於提高陶瓷和金屬的密封強度。

鎢(W)導電膏

由於金屬W的高熔點達到3140°C,電熱轉換效率高,鎢是許多電加熱材料製備中的首選原料。 與使用Mo-MN漿料金屬化Al2O3陶瓷相比,關於使用鎢漿的研究相對較少。

[6] 林斌, 周曉華, 羅文忠, 等. 鎢漿穩定性研究[J].電子元件與材料,2012,31(8):62-65

7] 江文娟, 孟凡濤, 潘廣申, 等. 鎢金屬化氧化鋁陶瓷基體脫脂工藝研究[J].矽酸鹽通報, 2013,32(11):2366-2369

[8] 尚華, 段冰, 毛金峰, 等. BEO高導熱陶瓷金屬化漿料的配方及批量生產工藝研究[J].電子元件與材料, 2017,36(6):37-42

9]夏清水,李海波,曹坤.多層共燒氮化鋁陶瓷金屬化工藝研究[J].電子與封裝學報,2009,9(11):34-36

通過眾多學者對W漿料的不斷研究,得出W漿料具有以下特點:

(1)線膨脹係數小,其值為46 10-6°C,氧化鋁陶瓷的膨脹係數約為

6 10-6°C,接近鎢漿的膨脹係數,因此燒結時金屬和陶瓷的結合強度較高。

(2)鎢漿的粘度可根據粉末和有機載體的不同比例進行調節

絲網印刷要求在相同條件下;

(3)鎢漿中鎢顆粒的粒徑一般<2μm,分散性好;

(4)可用於金屬和陶瓷在較高溫度下的共燒;

(5)適用於1300-1700°C高溫

引用:

金屬陶瓷加熱元件的製備及電阻溫度係數的調控

武漢理工大學工學碩士**。

作者姓名:朱峰。

相關問題答案

    柔性鋰電池研究進展

    近年來,隨著科技的不斷發展,新興的柔性可穿戴電子產品如柔性顯示器 醫療卡 智慧型紡織品 生物感測器等,越來越多地進入我們的日常生活。同時,各類移動可攜式電子裝置也在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。特別是隨著智慧型手機和膝上型電腦速度的不斷提高,其功能也越來越多樣化,這不僅提公升了使用者體驗,...

    超級增強子的發現與研究進展

    細胞作為生物體的基本結構和功能單位,在發育和人類疾病的過程中,命運受到精確調控。自人類基因組計畫啟動以來,科學家們對基因調控機制的理解發生了巨大變化。在世紀年代,發現了第一批增強子,可以使基因表達量提高倍,從那時起,增強子作為遠端調控元件被廣泛研究,與近端啟動子合作控制特定基因的表達。隨著科學技術的...

    後生元功能及應用研究進展

    後生元功能及應用研究進展 總結 後生元是指為宿主帶來健康益處的無生命微生物或其成分的製劑,是微生態製劑領域的乙個新興概念。後生元具有平衡腸道菌群 增強腸上皮屏障功能 增強免疫調節 促進新陳代謝等多種作用,具有穩定性高 安全性高 易儲存等優點,使其在食品 保健品 化妝品 飼料等領域具有廣闊的應用前景。...

    動力電池材料研究進展:鋰離子電池的未來

    隨著全球能源危機和環境汙染問題的日益嚴重,可再生能源和電動汽車的發展越來越受到關注。動力電池作為電動汽車的核心部件之一,其效能和成本直接決定了整車的續航里程和安全性。其中,鋰離子電池因其能量密度高 壽命長等優點,成為動力電池的主流技術。然而,隨著電動汽車市場的不斷擴大,對鋰離子電池的需求也在不斷增長...

    全柴油動力護衛艦最新研究進展

    新一代首都護衛艦的發展趨勢已成為全球共識,噸位一般以噸至噸為目標。具體區別在於電源 感測器和武器配置。其中,電力系統是最關鍵的因素。全電推進加協調功耗已成為未來技術的一大趨勢。但是,在執行上存在一定的困難。在權力的選擇上,有進取和謹慎的區別 在實踐中,也有多種排列和組合。那麼,目前兩艘噸級新護衛艦採...