[发明专利]一种可低温烧结于线路板基体表面的低粘度有机金浆

说明书

本发明属于集成电路制造业用电子浆料技术领域，尤其涉及一种可低温烧结于线路板基体表面的低粘度有机金浆：含金有机前驱体39.0～49.5％；有机载体(有机溶剂、增塑剂及流延控制剂等)50.0～60.0％；含铋、含铬有机树脂酸盐添加剂共计0.5～1.8％。该浆料可在较低温度(450℃)下烧结成膜且烧结后有机物残存量低，组分不含铅，浆料在常温下挥发性小，对人体及环境相对友好。烧结后能使金基导电薄膜均匀附着在目标基体表面，薄膜与基体结合力强、导电性好且致密不易脱落，该浆料粘度可远低于普通厚膜金浆4～5个数量级以上(达10^‑2Pa·s)，可以印刷、旋涂、喷涂以及直接描绘在目标基体的特定部位上。

技术领域

本发明属于集成电路制造业用电子浆料技术领域，尤其涉及一种可低温烧结于线路板基体表面的低粘度有机金浆。

背景技术

金的电导率仅次于银和铜，但与通常情况下难以克服的银迁移和铜腐蚀现象相比，金具有更高的化学稳定性和在苛刻环境下工作的能力。所以，金导体浆料在电子技术领域，特别是集成电路技术中的多层布线电路、PCB电路和半导体封装中正日益得到更广泛地应用。与传统的厚膜金导体浆料不同，有机金浆不是固体金颗粒与有机粘合剂固液分离的悬浮液，而是成为一种匀相液态系统，烧结后导电薄膜表面光滑、导电性好、膜层致密不易脱落，且厚度只有普通厚膜金浆烧结后膜层厚度的百分之一(约0.1μm)，可大大降低成膜用金量和成本。特别地，其粘度可远低于普通厚膜金浆4～5个数量级以上(达10^-2Pa·s 数量级)，可以方便地印刷、旋涂、喷涂以及直接描绘在目标基体的特定部位上。

上世纪初起国外就开始报道出金的硫化树脂酸盐研制和应用情况(美国专利US682310和文献J.Prakt.Chem.,1927,117:245)，这种有机金浆的开发初衷主要是配成含金涂料用于瓷器、玻璃器皿等饰品的黄金饰纹烧制，为使涂料烧结后更加光彩炫目和牢固，涂料的烧结温度一度设计在530～750℃甚至更高。国内一些公司和研究机构曾经跟随国外研制步伐，对此类有机金浆料进行了一些模仿和改进，专利CN 01134072.X通过高温添加剂，将有机金浆料的烧结温度提高到850℃；专利CN 200910107301.3提供了一些延长金属有机浆料有效使用时限的贵金属制剂或光泽制剂配方；专利CN 201610668957.2提供了一种质保期长、附着力好，具有抗开裂和良好流变性能的贵金属浆料配方，总体而言，发明大都是将金有机浆料作为装饰用涂料进行研究，未关注烧结后薄膜的导电性能及相关应用。后来研究人员发现该类涂料经烧结后形成的电路也能用于热印字头、高密度电路的导体等，并且烧成的膜层薄、线分辨率高，所以将其作为厚膜金浆工艺的补充和发展在电子电路制造行业有了一定的功能拓广(《贵金属》2001,22(2):9和《电子元件与材料》1997,16(5):27)，但都没有公开有机金浆的组分设计，也没有考虑因线路板基体的耐温能力降低有机金浆的烧结温度。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种在较低温度下即可烧结于某些线路板表面形成膜层电流通道的有机金浆。

用于解决技术问题的方法

针对上述问题，本发明提出了一种可涂覆在线路板基体表面烧结成导电薄膜的有机金浆，其各组分的质量百分数为：含金有机前驱体39.0～49.5％；有机载体50.0～60.0％；含铋、含铬有机树脂酸盐添加剂共计0.5～1.8％，有机载体包括有机溶剂、增塑剂及流延控制剂。

在一个优选的实施方案中，所述基体可承受450℃烧结1h而不失效的固态绝缘介质。

在一个优选的实施方案中，含金有机前驱体制备步骤如下：

第一步，将三氯化金配置成金质量浓度50～200g/L的水溶液；

第二步，将140～160℃蒸馏的松节油制备成硫化香脂有机溶液，含硫量 10～12％；