[发明专利]黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷浆料技术领域，提供了黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料，包括以下重量百分比的原料：有机载体3～15％、钨粉72～88％、黑陶瓷粉0.5～10％和5～22％复合烧结助剂。还提供了该黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料的制备方法。本发明可以减少容易发生分层、体积密度不高、粘度不稳定、填孔不饱满、与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性差等问题，使制备的产品常存在电性能达标、可靠性高。

技术领域

本发明涉及陶瓷浆料技术领域，具体而言，涉及黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料及其制备方法。

背景技术

随着微电子设备不断向小型化、多功能、高可靠的方向发展，电路结构设计变得越来越复杂，为了在一定几何尺度内能够布局更多不同功能的电路，通常采用多层布线的方式；氧化铝陶瓷是一种廉价易得的材料，具有电气性能优、结构强度高、与多种金属材料匹配性好的优点，因此被广泛用来作为多层布线技术中陶瓷基板的介质材料；作为多层陶瓷基板使用的氧化铝陶瓷中的氧化铝含量一般在91～96％左右，陶瓷的烧结温度一般在1500℃～1700℃，因此必需选用熔点高于1700℃的金属来与其共烧；为了能在氧化铝陶瓷基板上实现多层布线，通常是将钨、钼等高熔点金属粉末与有机粘结剂混合制备成金属化浆料，然后通过丝网印刷方法将金属化浆料印刷在每一层陶瓷膜片上实现电气的平面互连；而相邻上下层之间的电气互连，则通过在陶瓷膜片上打孔并填充上金属化浆料来实现，最后通过烧结将多层布线的氧化铝陶瓷膜片烧结成一个整体，从而完成多层布线陶瓷基板的加工。

填孔的金属化浆料在填孔时的饱满程度和烧结时与氧化铝陶瓷膜片之间的热收缩差异是影响基板电性能的主要因素；由于钨、钼这类难熔金属具有密度大、硬度大的特点，制成的填孔浆料容易发生分层、体积密度不高、粘度不稳定、填孔不饱满、与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性差等问题，导致制备的产品常存在电性能不达标或者可靠性差的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料，可以减少容易发生分层、体积密度不高、粘度不稳定、填孔不饱满、与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性差等问题，使制备的产品常存在电性能达标、可靠性高。

本发明的第二个目的在于提供黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料的制备方法，用于生产该黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

黑色氧化铝陶瓷基板金属化的填孔钨浆料，包括以下重量百分比的原料：有机载体3～15％、钨粉72～88％、黑陶瓷粉0.5～10％和5～22％复合烧结助剂。

进一步地，所述复合烧结助剂包括以下重量百分比的原料： 25～55％CeO₂、40～70％La₂O₃、3～16％TiB₂和0.5～8％SiC。

La₂O₃的La³⁺进入晶格取代Ca²⁺属于不等价取代，形成阴离子空位，有助于扩散的进行，从而促进烧结，提高填孔钨浆料烧结后的致密度；从而可有效提高填孔钨浆料的体积密度，且减少填孔钨浆料烧结后出现孔隙的问题；CeO₂和TiB₂的性质较稳定，可以有效解决填孔浆料容易发生分层、粘度不稳定等问题；SiC的膨胀系数小，从而烧结后致密度较高，与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性较高；

本发明选用CeO₂、La₂O₃、TiB₂和SiC配合的复合烧结助剂，可以促进烧结，使填孔钨浆料的致密度较高，与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性较高，稳定性较高，可以有效减少填孔钨浆料容易发生分层、体积密度不高、粘度不稳定、填孔不饱满、与氧化铝陶瓷膜片的烧结匹配性差等问题，从而使制备的产品电性能达标、可靠性高。