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本文通过总结电子浆料及其玻璃粘结剂的研究与发展状况,采用BaO-ZnO-B2O3-SiO2(BZBS)系无铅低熔玻璃取代传统含铅高铋玻璃作为厚膜电子浆料用玻璃粘结剂,并配制成铜电子浆料。采用溶胶-凝胶法低温制备BZBS系玻璃粉,与传统熔融法相比,制备温度低、尺寸小。调节溶胶的pH、温度及溶质溶解度反应5h获得凝胶,经过热分析得出合适的热处理工艺,最终制得超细片状玻璃粉,并在850-900℃时,保温1h,玻璃在Al2O3陶瓷上的润湿性良好。通过IR、XRD分析可知玻璃粉的凝胶结构及析晶情况。然后,按照优化好的工艺制备不同 B2O3/SiO2、ZnO/BaO比值玻璃粉,通过IR、XRD及测角仪分析不同B2O3/SiO2、ZnO/BaO比值玻璃粉的结构、物相及润湿性,得到综合性能最好的玻璃粉并作为玻璃粘结剂。采用合适粘度的有机载体,按照最佳固液比值配制铜电子浆料,在合理的烧结工艺下制备铜厚膜。最后,通过设计不同玻璃粉含量的电子浆料,利用四探针测试仪、拉力计测试其电性能和力学性能,得出最佳玻璃含量的铜浆。并利用SEM、XRD分析不同玻璃粉含量的铜厚膜电性能与力学性能,研究其机理。 研究结果如下:(1)溶胶-凝胶法制备BZBS玻璃粉的最佳工艺为pH=5,T=80℃,热处理温度为500℃,保温时间为2h。(2)玻璃的凝胶结构为SiO2、B2O3共同构成的网络结构,玻璃为微晶玻璃。(3)玻璃粉的润湿角随着温度的升高、保温时间的延长而逐渐减小,温度过低则无法熔融澄清,保温时间过短则熔融不充分,过长则析晶长大造成失透,润湿性最佳条件为900℃,保温1h。(4)不管是B2O3/SiO2比值还是ZnO/BaO比值,随着比值从4降至1/4,玻璃网络结构先减弱后增强,软化温度先降低后增大,润湿角先降低后增大,润湿性先变好后变差,玻璃澄清效果先变好后变差,而析晶能力一直增强。当B2O3/SiO2比值和ZnO/BaO比值均为3/2时,玻璃的综合性能最好,经900℃处理后润湿角仅为6.74,玻璃澄清无裂纹。(5)在固液比为8:2时配制的铜电子浆料丝网印刷效果最好,当玻璃粉含量为8%时,铜厚膜性能最好,此时附着力为90N,方阻仅为1.23mΩ/□。(6)厚膜的粘附性不仅与厚膜表面形貌、中间层厚度有关,还与玻璃与基板反应生成ZnAl2O4有关。