厚膜导体材料
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• 将Au与玻璃粉末分散于有机溶剂中形成玻璃粘结剂型浆料， 在烧结时玻璃易浮到膜层表面，对导电性及引线键合等都有 影响。
• 代替玻璃而加入 TiO2,CuO,CdO等，与基板反应，生成 CuAl2O4,CdAl2O（4 铝酸铜、铝酸镉）等化合物，成为导体膜与基 板之间的界面。这种化合物和基板之间形成化学结合的形式， 属于不用玻璃粘结剂的浆料，但生成化合物温度高是难点。
1) 电导率高,TCR小； 2) 与玻璃不发生反应，不向厚膜介电体及厚膜电阻体
中扩散； 3) 与介电体及电阻体的相容性好； 4) 不发生迁移现象； 5) 可以焊接及引线键合 6) 不发生焊接浸蚀； 7) 耐热循环； 8) 资源丰富，价格便宜。
选用导体时，通常要进行下述试验:
1) 测定电阻值(按需要有时也包括TCR)
4.2.1 厚膜导体材料
实现的功能： （1）在电路节点之间提供导电布线； （2）提供多层电路导体层之间的电连接； （3）提供端接区以连接厚膜电阻； （4）提供元器件与膜布线以及更高一级组装的电互连； （5）提供安装区域，一边安装元器件.
4.2.2 厚膜导体材料
两大类:贵金属和贱金属。
对于厚膜导体金属的要求主要有以下几点：
• 因此，出现了加入玻璃及 等富于流动性的物质，使烧结 温度降低的混合结合型浆料Bi2。O3
4.2.3厚膜浆料的组成与特性
厚膜电路是在所需的陶瓷基 片上，通过丝网印刷粘性浆料 形式的导电的、电阻性的和绝 缘的材料。将印刷的厚膜浆料 烘干以去除易挥发的成分，并 且暴露在高温下激活粘结机理， 使厚膜粘附于基板上。
厚膜浆料即为具有剪切变稀性质的非牛顿流体
2.厚膜浆料都由两类不同的多组份相组成，一类相 用于实现厚膜的电学和机械特性，一类载体相提 供适当的流变性。
常规的厚膜浆料有四个主要成分： a. 形成膜功能的有效成分。 b. 提供基板与保持活性粒子悬浮状态的结合料之间
粘结的粘结相 c. 提供合适的流体特性以适用于丝网印刷的有机粘
利用这种方式，通过逐次沉 积各层，可以形成多层之间互 连结构，其中还可以包含集成 的电阻、电容和电感。
所有的厚膜浆料都有两个共同的一般特征： 1.它们都是符合非牛顿流变学的粘性流体，适合丝
网印刷。 牛顿流体：牛顿流体定律中的比例系数即粘度是一
个不变的常数的这类流体。研究对象是水或气体 等小分子流体 非牛顿流体：粘度不再是一个不变的常数。油漆和 涂料 剪切变稀流体：非牛顿流体当有外力作用时粘度变 得很小，没有外力时又变得很大，具有这种流变 性能的流体称为“剪切变稀流体”。
2) 浸润性。测量导体膜上焊料液滴的展宽直径。
3) 耐焊料浸蚀性。将导体膜反复浸入焊料液体中，测量到明显发 生浸蚀的浸入次数。
4) 迁移性。在导体图形间滴上水滴，并施加一定的电压，测量达 到短路经过的时间。
5) 结合强度。在导体膜上焊接引线，沿垂直于膜面方向拉伸，测 量拉断时的强度，确定破断位置，分析断面形貌结构等。
6) 热老化后的强度。焊接后，在150摄氏度下放置48小时，测量 导线的结合强度等。
下面介绍几种能较好满足上述要求的常用厚膜导体材料： a) Ag • Ag浆料的最大优点是电导率高。
• 焊接后的Ag厚膜导体，随时间加长及温度上升，其与基 板的附着强度下降。这是由于Ag与玻璃层间形成Ag-O 键，以及与焊料扩散成分生成 Ag3Sn 所致。为了防止或 减少 Ag3Sn 的发生，或者使Ag膜加厚，或者在Ag上电镀 Ni.
合剂 d. 调节载体相粘性的溶剂或稀释剂
a. 有效成分
• 浆料中的有效成分决定了烧结厚膜的电学特性。若有 效成分是金属，烧结厚膜将会是导体；若是导电的金 属氧化物，烧结膜将会是电阻；若是绝缘体，烧结膜 将会是电介质。
• 有效成分一般是颗粒尺寸在1~10微米之间的粉末，平 均直径在5微米左右。
• 颗粒的表面形貌可根据制作金属粒子方法不同有很大 差别，球形、薄片状或圆形的颗粒均可由粉末制造工 艺得到。必须严格控制粒子形态、尺寸和分布状态以 保证烧结膜性能的均匀性。
为提高Ag-Pd导体的焊接浸润性，以及导体与基板间 的结合强度，需要添加Bi2O3 。在烧成过程中，部分 Bi2O3 溶入玻璃中，在使玻璃的相对成分增加的同时，它与 基板发生如下反应：
Bi2O3 Al2O3 2(Bi Al)2 O3
使膜的结合强度得到增大。
焊接时要对膜加热，加热时间增加，金属颗粒与玻璃 成分之间分散的 Bi2O3 ，会由于焊料的主要成分Sn向 导体内部扩散，而发生还原反应：
• 在多层工艺中与介电体共烧时容易出现分层现象和微 孔，由于烧结时缺氧，有机粘结剂等不能完全燃烧和 排除，与分层一起造成绝缘性能的下降。
• Cu与 Al2O3 基片的界面处易生成Cu2 AlO4 （偏铝酸 铜）,影响膜与基片的结合强度和膜的导电性能。
d) Au
在金浆料中按膜与基片的结合方式分为玻璃粘结剂型、无玻 璃粘结剂型、混合结合型三种。
2Bi2O3 3Sn 4Bi 3SnO2
从而使膜的结合强度下降。故最近开发了许多不含Bi 而采用其他玻璃粘结剂的Pd-Ag浆料，特别是适用于 AlN陶瓷基片的浆料。
ห้องสมุดไป่ตู้
c) Cu • 与贵金属相比，Cu具有很高的电导率，可焊接，耐迁
移性，耐焊料浸蚀性都好，而且价格便宜。
• Cu在大气中烧结会氧化，需要在氮气气氛中烧结。
• Ag的最大缺点是易化学迁移。这是由于Ag与基板表面 吸附的水分相互作用，生成 AgOH，它不稳定，容易被 氧化而析出Ag,从而引起Ag的迁移。为了抑制，一般要 在浆料中添加pd或pt.
b) Ag-Pd
• 在Ag中添加Pd,当Pd/(Pd+Ag)>0.1左右时，即可较 好的抑制Ag的迁移。但当Pd的添加量较多时，会发 生氧化生成PdO，不仅使导体焊接性能变差，而且造 成电阻的增加。 因此，Ag/Pd比一般控制在 (2.5:1)~(4:1).最近，通过粒度控制，采用球形Ag颗粒， 防止其凝聚等，使膜的导电性提高，由此开发出 Ag/Pd为(5:1)~(10:1)的制品。
功能性颗粒 粒径：1-10μ m; 形貌：球状，圆片状等
• 代替玻璃而加入 TiO2,CuO,CdO等，与基板反应，生成 CuAl2O4,CdAl2O（4 铝酸铜、铝酸镉）等化合物，成为导体膜与基 板之间的界面。这种化合物和基板之间形成化学结合的形式， 属于不用玻璃粘结剂的浆料，但生成化合物温度高是难点。
1) 电导率高,TCR小； 2) 与玻璃不发生反应，不向厚膜介电体及厚膜电阻体
中扩散； 3) 与介电体及电阻体的相容性好； 4) 不发生迁移现象； 5) 可以焊接及引线键合 6) 不发生焊接浸蚀； 7) 耐热循环； 8) 资源丰富，价格便宜。
选用导体时，通常要进行下述试验:
1) 测定电阻值(按需要有时也包括TCR)
4.2.1 厚膜导体材料
实现的功能： （1）在电路节点之间提供导电布线； （2）提供多层电路导体层之间的电连接； （3）提供端接区以连接厚膜电阻； （4）提供元器件与膜布线以及更高一级组装的电互连； （5）提供安装区域，一边安装元器件.
4.2.2 厚膜导体材料
两大类:贵金属和贱金属。
对于厚膜导体金属的要求主要有以下几点：
• 因此，出现了加入玻璃及 等富于流动性的物质，使烧结 温度降低的混合结合型浆料Bi2。O3
4.2.3厚膜浆料的组成与特性
厚膜电路是在所需的陶瓷基 片上，通过丝网印刷粘性浆料 形式的导电的、电阻性的和绝 缘的材料。将印刷的厚膜浆料 烘干以去除易挥发的成分，并 且暴露在高温下激活粘结机理， 使厚膜粘附于基板上。
厚膜浆料即为具有剪切变稀性质的非牛顿流体
2.厚膜浆料都由两类不同的多组份相组成，一类相 用于实现厚膜的电学和机械特性，一类载体相提 供适当的流变性。
常规的厚膜浆料有四个主要成分： a. 形成膜功能的有效成分。 b. 提供基板与保持活性粒子悬浮状态的结合料之间
粘结的粘结相 c. 提供合适的流体特性以适用于丝网印刷的有机粘
利用这种方式，通过逐次沉 积各层，可以形成多层之间互 连结构，其中还可以包含集成 的电阻、电容和电感。
所有的厚膜浆料都有两个共同的一般特征： 1.它们都是符合非牛顿流变学的粘性流体，适合丝
网印刷。 牛顿流体：牛顿流体定律中的比例系数即粘度是一
个不变的常数的这类流体。研究对象是水或气体 等小分子流体 非牛顿流体：粘度不再是一个不变的常数。油漆和 涂料 剪切变稀流体：非牛顿流体当有外力作用时粘度变 得很小，没有外力时又变得很大，具有这种流变 性能的流体称为“剪切变稀流体”。
2) 浸润性。测量导体膜上焊料液滴的展宽直径。
3) 耐焊料浸蚀性。将导体膜反复浸入焊料液体中，测量到明显发 生浸蚀的浸入次数。
4) 迁移性。在导体图形间滴上水滴，并施加一定的电压，测量达 到短路经过的时间。
5) 结合强度。在导体膜上焊接引线，沿垂直于膜面方向拉伸，测 量拉断时的强度，确定破断位置，分析断面形貌结构等。
6) 热老化后的强度。焊接后，在150摄氏度下放置48小时，测量 导线的结合强度等。
下面介绍几种能较好满足上述要求的常用厚膜导体材料： a) Ag • Ag浆料的最大优点是电导率高。
• 焊接后的Ag厚膜导体，随时间加长及温度上升，其与基 板的附着强度下降。这是由于Ag与玻璃层间形成Ag-O 键，以及与焊料扩散成分生成 Ag3Sn 所致。为了防止或 减少 Ag3Sn 的发生，或者使Ag膜加厚，或者在Ag上电镀 Ni.
合剂 d. 调节载体相粘性的溶剂或稀释剂
a. 有效成分
• 浆料中的有效成分决定了烧结厚膜的电学特性。若有 效成分是金属，烧结厚膜将会是导体；若是导电的金 属氧化物，烧结膜将会是电阻；若是绝缘体，烧结膜 将会是电介质。
• 有效成分一般是颗粒尺寸在1~10微米之间的粉末，平 均直径在5微米左右。
• 颗粒的表面形貌可根据制作金属粒子方法不同有很大 差别，球形、薄片状或圆形的颗粒均可由粉末制造工 艺得到。必须严格控制粒子形态、尺寸和分布状态以 保证烧结膜性能的均匀性。
为提高Ag-Pd导体的焊接浸润性，以及导体与基板间 的结合强度，需要添加Bi2O3 。在烧成过程中，部分 Bi2O3 溶入玻璃中，在使玻璃的相对成分增加的同时，它与 基板发生如下反应：
Bi2O3 Al2O3 2(Bi Al)2 O3
使膜的结合强度得到增大。
焊接时要对膜加热，加热时间增加，金属颗粒与玻璃 成分之间分散的 Bi2O3 ，会由于焊料的主要成分Sn向 导体内部扩散，而发生还原反应：
• 在多层工艺中与介电体共烧时容易出现分层现象和微 孔，由于烧结时缺氧，有机粘结剂等不能完全燃烧和 排除，与分层一起造成绝缘性能的下降。
• Cu与 Al2O3 基片的界面处易生成Cu2 AlO4 （偏铝酸 铜）,影响膜与基片的结合强度和膜的导电性能。
d) Au
在金浆料中按膜与基片的结合方式分为玻璃粘结剂型、无玻 璃粘结剂型、混合结合型三种。
2Bi2O3 3Sn 4Bi 3SnO2
从而使膜的结合强度下降。故最近开发了许多不含Bi 而采用其他玻璃粘结剂的Pd-Ag浆料，特别是适用于 AlN陶瓷基片的浆料。
ห้องสมุดไป่ตู้
c) Cu • 与贵金属相比，Cu具有很高的电导率，可焊接，耐迁
移性，耐焊料浸蚀性都好，而且价格便宜。
• Cu在大气中烧结会氧化，需要在氮气气氛中烧结。
• Ag的最大缺点是易化学迁移。这是由于Ag与基板表面 吸附的水分相互作用，生成 AgOH，它不稳定，容易被 氧化而析出Ag,从而引起Ag的迁移。为了抑制，一般要 在浆料中添加pd或pt.
b) Ag-Pd
• 在Ag中添加Pd,当Pd/(Pd+Ag)>0.1左右时，即可较 好的抑制Ag的迁移。但当Pd的添加量较多时，会发 生氧化生成PdO，不仅使导体焊接性能变差，而且造 成电阻的增加。 因此，Ag/Pd比一般控制在 (2.5:1)~(4:1).最近，通过粒度控制，采用球形Ag颗粒， 防止其凝聚等，使膜的导电性提高，由此开发出 Ag/Pd为(5:1)~(10:1)的制品。
功能性颗粒 粒径：1-10μ m; 形貌：球状，圆片状等