铜浆用包封玻璃浆料的制备及性能研究

发布时间：2017-08-02 22:17

  本文关键词：铜浆用包封玻璃浆料的制备及性能研究

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【摘要】：电子浆料属于电子信息产业中必须的基础原材料之一。贱金属浆料由于较低的成本、良好的性能,一直以来受到了广泛的关注和研究。其中的铜金属不仅价格低廉,容易获得,而且具有优良的高频特性、导电性,因此人们对铜导体浆料进行了大量的研究和开发工作。目前已有铜导体浆料商品,但没有与之配套使用的在氮气中烧结的包封玻璃浆料,制约了铜浆推广应用,所以研究制备一种在氮气中烧结的包封玻璃浆料是十分必要和迫切的,具有较好实用价值和意义。论文通过传统熔融淬冷法制备了用作包封玻璃浆料功能相的无铅低熔点Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2玻璃,研制了一种可以在氮气中完全挥发而不留灰分的有机载体,并最终制备成包封玻璃浆料和铜厚膜表面的包封玻璃层,通过红外光谱仪(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热分析仪和数字欧姆表等测试方法对玻璃相的结构、转变温度、软化温度,有机载体在氮气中的挥发性能和包封玻璃层性能等进行了表征。研究结果表明：在Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2玻璃相中添加CuO (0-7%),随着添加量的增加,玻璃相的结构逐渐变得疏松,转变温度、软化温度逐渐降低,化学稳定性逐渐下降,而与铜膜的润湿性先得到改善,然后又变差。CuO添加量大于3%时,玻璃的化学稳定性激剧变差；CuO添加量为2%时玻璃与铜厚膜的润湿性最佳。Bi2O3-B203-ZnO-SiO2体系玻璃具有较好的玻璃形成能力和稳定性,即使加入3.0wt%的CuO并且在690℃C保温10min的条件下也没有析晶现象。聚α-甲基苯乙烯在氮气中450℃C保温30min时可以完全挥发,由其制备的有机载体符合包封玻璃浆料氮气中低温烧结的工艺要求。随着聚α-甲基苯乙烯含量的增加,有机载体的粘度逐渐增大,当聚α-甲基苯乙烯含量为18%时,有机载体具有较适宜的粘度,可以满足丝网印刷的需求。在玻璃相中加入氧化铜使包封层的包封效果变差,铜厚膜的电阻变化率逐渐减小,包封层有收缩和疏松多孔的缺陷。烧结峰值温度是制备包封层重要的工艺参数,在适宜的烧结峰值温度下可以制得性能较好的包封玻璃层。
【关键词】：铜浆 氮气 低熔点 包封玻璃 有机载体
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 铜导体浆料13-16
• 1.1.1 铜导体浆料的优势14-15
• 1.1.2 铜导体浆料的劣势15-16
• 1.2 介质浆料概述16-17
• 1.3 包封玻璃浆料概述17-19
• 1.3.1 国内外研究现状17-18
• 1.3.2 包封玻璃浆料的分类18-19
• 1.4 铜导体浆料对包封玻璃浆料的要求19-21
• 1.4.1 对玻璃相的要求19-21
• 1.4.2 对有机载体的要求21
• 1.5 论文研究的内容及意义21-23
• 1.5.1 论文研究的主要内容21-22
• 1.5.2 论文研究的意义22-23
• 第二章 包封玻璃浆料的制备及表征方法23-29
• 2.1 实验材料及仪器设备23-25
• 2.1.1 实验原料23-24
• 2.1.2 实验设备24-25
• 2.2 玻璃相的制备及表征方法25-26
• 2.2.1 玻璃相的制备25
• 2.2.2 玻璃相的表征25-26
• 2.3 有机载体的制备及表征方法26-27
• 2.3.1 有机载体的制备26
• 2.3.2 有机载体的表征26-27
• 2.4 包封玻璃浆料的制备及表征方法27-29
• 2.4.1 包封玻璃浆料及包封层的制备27-28
• 2.4.2 包封玻璃浆料及包封层的表征28-29
• 第三章 玻璃相的制备及性能研究29-44
• 3.1 玻璃体系的选择29-31
• 3.1.1 不同玻璃体系的比较29-30
• 3.1.2 铋酸盐玻璃体系概述30-31
• 3.2 Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃的结构及CuO含量的影响31-36
• 3.2.1 Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃的网络结构31-32
• 3.2.2 CuO含量对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃网络结构的影响32-35
• 3.2.3 CuO含量对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃析晶性的影响35-36
• 3.3 玻璃转变温度和软化温度的研究36-40
• 3.3.1 Bi_2O_3/B_2O_3对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃转变温度、软化温度的影响36-39
• 3.3.2 CuO对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO-SiO_2玻璃转变温度、软化温度的影响39-40
• 3.4 CuO添加对玻璃相化学稳定性的影响研究40-41
• 3.5 玻璃相与铜厚膜润湿性的研究41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 有机载体的制备及性能研究44-57
• 4.1 有机载体概述44-48
• 4.1.1 有机载体的组成44-45
• 4.1.2 有机载体的使用要求45-46
• 4.1.3 有机载体研究现状46-47
• 4.1.4 包封玻璃浆料对有机载体的性能要求47-48
• 4.2 氮气中有机载体挥发性的研究48-55
• 4.2.1 溶剂在氮气中的挥发性49-50
• 4.2.2 增稠剂在氮气中的挥发性50-53
• 4.2.3 有机载体的挥发情况53-55
• 4.3 有机载体的粘度影响55
• 4.4 本章小结55-57
• 第五章 包封玻璃浆料及包封层的制备及性能研究57-65
• 5.1 玻璃相对包封层的性能的影响57-60
• 5.1.1 包封层的外观及铜膜导电率的变化57-59
• 5.1.2 包封层横截面的微观结构59-60
• 5.2 烧结峰值温度对包封层性能的影响60-61
• 5.3 氧化物添加剂对包封层性能的影响61-64
• 5.3.1 ZrO_2的影响61-62
• 5.3.2 CuO的影响62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 结论65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的研究成果72

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本文编号：611480