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低温共烧陶瓷基板技术(LTCC)是一种高密度集成封装技术,而其中的金导体浆料是制备高可靠性军用电子元件的关键原材料之一,其成分及性能对烧结后厚膜的导电性能、焊接性能以及与基板的共烧匹配性有极大的影响。本文主要开展金导体浆料功能相微米级金粉的制备、烧结行为及与陶瓷基板生带的共烧匹配性研究,对促进LTCC金导体浆料的研究和性能提升具有重要意义和应用价值。采用化学还原法制备微米级金粉,探究了还原剂种类、分散剂种类及用量、反应体系pH值和温度等反应条件对金粉形貌及粒径的影响规律。结果表明,还原剂的晶体结构及对称性影响金粉的形貌,金粉粒径随着分散剂用量的增大,反应体系pH、温度以及反应体系添加速度的增大而减小。确定了金粉的较优制备工艺,在金溶液浓度20g/L、抗坏血酸浓度40g/L、分散剂用量2:1、反应pH值为4,反应温度50℃的条件下,制备得到平均粒径在1.7μm,粒径分布在0.8-5μm的球形金粉,比表面积为0.184m2/g,振实密度4.76g/cm3,松装密度7.46g/cm3,具有良好的流动性。研究了金粉粒径、玻璃粉软化点及玻璃粉含量对金粉烧结行为的影响,发现金粉在300-400℃间即开始烧结,金粉粒径越大,金粉的结晶程度越大,烧结活性越低,导致金粉烧结收缩起始温度越大,烧结收缩速率减小。添加玻璃粉后,玻璃粉软化点越高,金粉起始烧结收缩温度越高。平均粒径1.7μm的球形金粉,在420℃时剧烈收缩,但是收缩速率随着玻璃粉软化点的提高而减小。当玻璃粉含量增大时,金粉的起始烧结收缩温度增大,烧结收缩速率提高,但收缩率降低。为了降低填孔金导体的收缩率,设计了添加高硅玻璃粉以及SiO2加低熔点玻璃粉两种方案。研究发现当高硅玻璃粉含量增大时,金粉的起始烧结收缩温度不变,烧结收缩速率改变较小,收缩量降低明显,但是金粉的烧结致密程度较低。添加SiO2以及低熔点玻璃时,随着SiO2添加量的增大,金粉的起始烧结收缩温度不变,烧结收缩速率以及烧结收缩率降低,并且烧结后的致密度大于添加同等含量的高硅玻璃粉。制备了金导体浆料样品,采用丝网印刷工艺在Dupont 951PT陶瓷基板生带上制备电极图形,研究了金粉粒径及玻璃粉种类对金浆与陶瓷基板生带共烧匹配性、烧结后厚膜导电性的影响、烧结后厚膜导体和金丝的焊接性能。结果表明,添加高熔点玻璃的表层布线金浆与生带共烧匹配性更好,烧结后玻璃与金混合均匀。添加SiO2以低熔点玻璃粉制备填孔金浆,当金浆的固含量为88.5%时,填孔金浆与生带的共烧匹配较好。平均粒径为1.7μm的金粉制备金浆烧结后的导电性优于平均粒径1μm的金粉。随玻璃粉添加量的升高,烧结后膜层的方阻升高。金浆所用金粉的平均粒径对烧结后膜层的焊接拉力无影响。添加Cu2O对提升金浆的焊接性能无提升作用,添加量提高后反而会降低焊接拉力。