论文摘要
本文是在研究厚膜导体浆料制备工艺、组成、性能的基础上,以氮化铝（AlN）基片厚膜金属化浆料为研究对象,以降低膜层与基片之间的热阻,同时又能获得较高附着强度为主要研究目标,以溶胶-凝胶、球磨湿混、丝网印刷和低温烧成等工艺为技术特征,采用XRD, SEM,TG-DSC以及厚膜金属层电性能测试等分析手段,研究了制备工艺、粘接剂对厚膜金属化浆料性能的影响规律。研究了采用溶胶-凝胶法制备低熔玻璃料,按照配方（wt%）CaO（40）,B2O3（15）,SiO2（35）,BaO（10）,制得了低熔（773.3℃） CaO-B2O3-SiO2-BaO体系玻璃粘结剂。研究了金属化浆料粘度的工艺控制,实验发现:浆料的粘度在150～240Pa·s时,具有较好的可印刷性。研究了表面活性剂和分散剂对金属化膜层流平性的影响。研究了玻璃粘结剂组成、含量对金属化膜层性能的影响,实验发现当玻璃含量为10%时,Ag导体层与AlN基片之间附着强度最大（11.6MPa）;在固含量不变的情况下,随着玻璃含量的增加,方阻逐渐增大。XRD分析表明TiB2做粘结剂时在高温下与AlN接触生成硼铝尖晶石（2Al2O3·B2O3）,促进了金属化膜层与AlN陶瓷的紧密结合。考察了玻璃与TiB2混合对于金属化膜层的性能的影响,实验发现:混合结合的金属化膜层的表面方阻和附着强度更好。获得最佳金属化层性能的工艺条件为:金属化浆料中Ag、TiB2、玻璃、有机载体的含量分别为74.25%、0.75%、5%、20%;室温到600℃空气烧结,600℃以后N2气氛烧结,850℃保温10min。在此工艺下可以获得附着力达12.3MPa,表面方阻为8.9 mΩ/□的光亮、致密金属化膜层。