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1、(10)申请公布号 CN 102280162 A (43)申请公布日 2011.12.14 CN 102280162 A *CN102280162A* (21)申请号 201110202040.0 (22)申请日 2011.07.19 H01B 3/08(2006.01) H01L 27/01(2006.01) C03C 12/00(2006.01) (71)申请人 彩虹集团公司 地址 712021 陕西省咸阳市彩虹路 1 号 (72)发明人 佟丽国 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 陆万寿 (54) 发明名称 一种用于厚膜电路的隔离介质材料及其制备 方。
2、法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于厚膜电路的隔离介质 材料及其制备方法， 是7085份的玻璃粉均匀分 散在 10 25 份的有机载体中 ； 所述的玻璃粉由 氧化硅、 氧化铝、 氧化钙和氧化锌烧结而成。本发 明提供的用于厚膜电路的隔离介质材料， 通过选 择无机氧化物的配比， 通过混合、 熔炼、 水淬、 细化 得到玻璃粉末， 将玻璃粉末与有机载体， 使用研磨 工艺或高速分散工艺制成膏状物， 介电性能良好， 并且可以与氮化铝基体形成比较好的结合。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 CN 102280167 A。
3、1/1 页 2 1.一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 其特征在于， 是将7085份的玻璃粉均匀分散 在 10 25 份的有机载体中 ； 所述的玻璃粉由氧化硅、 氧化铝、 氧化钙和氧化锌烧结而成， 其质量比为氧化硅氧化 铝氧化钙氧化锌 (30 60) (3 5) (2 8) (15 35) ； 所述的有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流 平剂 (80 90) (5 15) (0.5 5)。 2. 如权利要求 1 所述的用于厚膜电路的隔离介质材料， 其特征在于， 所述的玻璃粉的 烧结原料还包括氧化钡、 氧化锶和 / 或氧化钴， 其质量比为氧化硅氧化铝氧化钙氧 化锌氧。
4、化钡氧化锶氧化钴 (30 60) (3 5) (2 8) (15 35) (0 5) (0 3) (0 3)。 3. 如权利要求 1 所述的用于厚膜电路的隔离介质材料， 其特征在于， 所述的有机溶剂 为丁基卡必醇醋酸酯、 松油醇中的一种或两种 ； 粘结剂为乙基纤维素、 马来酸树脂中的一种 或两种 ； 流平剂为卵磷脂。 4. 一种用于厚膜电路的隔离介质材料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 1)按照氧化硅氧化铝氧化钙氧化锌(3060)(35)(28)(15 35) 的质量比， 将氧化硅、 氧化铝、 氧化钙和氧化锌充分混合后， 在 1250 1500保温烧结 1.5 5h， 并用 10 。
5、25的水淬火后， 再研磨至粒径为 0.5 10m， 得到玻璃粉 ； 2) 按照有机溶剂粘结剂流平剂 (80 90) (5 15) (0.5 5) 的质量比， 将有机溶剂、 粘结剂和流平剂充分混合后， 在 70 90水浴下保温 2 6h， 得到有机载体 ； 3) 将 70 85 份的玻璃粉与 10 25 份的有机载体充分混合， 使玻璃粉在有机载体中 分散均匀后， 得到用于厚膜电路的隔离介质材料。 5. 如权利要求 4 所述的用于厚膜电路的隔离介质材料的制备方法， 其特征在于， 所 述的玻璃粉的烧结原料还包括氧化钡、 氧化锶和 / 或氧化钴， 按照氧化硅氧化铝氧化 钙氧化锌氧化钡氧化锶氧化钴 (3。
6、0 60) (3 5) (2 8) (15 35) (0 5) (0 3) (0 3) 的质量比充分混合后， 在 1250 1500下保温烧结。 6. 如权利要求 4 所述的用于厚膜电路的隔离介质材料的制备方法， 其特征在于， 所述 的有机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯、 松油醇中的一种或两种 ； 粘结剂为乙基纤维素、 马来酸树 脂中的一种或两种 ； 流平剂为卵磷脂。 7. 如权利要求 4 所述的用于厚膜电路的隔离介质材料的制备方法， 其特征在于， 所述 的玻璃粉通过研磨工艺或高速分散工艺均匀分散在有机载体中。 权 利 要 求 书 CN 102280162 A CN 102280167 A1/4 页 。
7、3 一种用于厚膜电路的隔离介质材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于厚膜电路技术领域， 涉及氮化铝基体的厚膜电路， 特别涉及一种用于 厚膜电路的隔离介质材料及其制备方法。 背景技术 0002 在混合微电子行业的厚膜电路中， 广泛使用电气性能、 机械性能优良的氧化铝陶 瓷基板作为安装半导体器件、 无源元件的基体。 在混合微电子行业的厚膜电路中， 为了增加 电路集成度， 通常在电路中使用跨接方式， 这样就要求在导电线路与导电线路之间有一层 介质加以隔离， 这层隔离的介质， 通常采用丝网印刷方式， 将材料印于承印物上， 干燥后再 印刷导电线路。对于隔离介质， 通常要求， 该材料介电常数大，。
8、 与基体和导电线路结合性能 好的特点。 0003 但是随着电子设备、 电子器件向着小型化轻量化方向发展， 电子元器件的集成度 越来越高， 对基体的散热性能越来越高， 特别是在大功率电路中更为显著。 氧化铝基体的导 热性能差的特点逐渐显现出来， 越来越不适用于大功率电路。 0004 氮化铝陶瓷基体是以氮化铝为主晶相的陶瓷， 具有纤锌矿型结构， 属六方晶系， 密 度在 3.2g/ml 至 3.3g/ml 之间， 小于氧化铝基体的密度 3.6g/ml ； 它的热导率达到 260W/ (m k)， 比氧化铝的热导率高5-8倍 ； 抗弯强度350400MPa， 也大于氧化铝基体的320MPa ； 热膨胀。
9、系数是 5.6x10(-6)/， 小于氧化铝基体的 6.7x10(-6)/。 0005 通过上述的性能比较， 可以看出， 无论是电气性能还是机械性能， 氮化铝基体都是 取代氧化铝基体在大功率电路使用的不错的选择。 近年来， 随着制备技术的进步， 氮化铝基 板已经广泛应用于功率模块， 高导热陶瓷电路板。 发明内容 0006 本发明解决的问题在于提供一种用于厚膜电路的隔离介质材料及其制备方法， 该 种介电性能良好， 并且可以与氮化铝基体形成比较好的结合， 可靠性优良。 0007 本发明是通过以下技术方案来实现 ： 0008 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 是 70 85 份的玻璃粉均匀分散在 1。
10、0 25 份的有机载体中 ； 0009 所述的玻璃粉由氧化硅、 氧化铝、 氧化钙和氧化锌烧结而成， 其质量比为氧化硅 氧化铝氧化钙氧化锌 (30 60) (3 5) (2 8) (15 35) ； 0010 所述的有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结 剂流平剂 (80 90) (5 15) (0.5 5)。 0011 所述的玻璃粉的烧结原料还包括氧化钡、 氧化锶和 / 或氧化钴， 其质量比为氧化 硅氧化铝氧化钙氧化锌氧化钡氧化锶氧化钴(3060)(35)(2 8) (15 35) (0 5) (0 3) (0 3)。 0012 所述的有机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯、 松。
11、油醇中的一种或两种 ； 粘结剂为乙基纤 说 明 书 CN 102280162 A CN 102280167 A2/4 页 4 维素、 马来酸树脂中的一种或两种 ； 流平剂为卵磷脂。 0013 一种用于厚膜电路的隔离介质材料的制备方法， 包括以下步骤 ： 0014 1) 按照氧化硅氧化铝氧化钙氧化锌 (30 60) (3 5) (2 8) (15 35) 的质量比， 将氧化硅、 氧化铝、 氧化钙和氧化锌充分混合后， 在 1250 1500保温烧结1.55h， 并用1025的水淬火后， 再研磨至粒径为0.510m， 得到 玻璃粉 ； 0015 2) 按照有机溶剂粘结剂流平剂 (80 90) (5 。
12、15) (0.5 5) 的质 量比， 将有机溶剂、 粘结剂和流平剂充分混合后， 在 70 90水浴下保温 2 6h， 得到有机 载体 ； 0016 3) 将 70 85 份的玻璃粉与 10 25 份的有机载体充分混合， 使玻璃粉在有机载 体中分散均匀后， 得到用于厚膜电路的隔离介质材料。 0017 所述的玻璃粉的烧结原料还包括氧化钡、 氧化锶和 / 或氧化钴， 按照为氧化硅 氧化铝氧化钙氧化锌氧化钡氧化锶氧化钴 (30 60) (3 5) (2 8) (15 35) (0 5) (0 3) (0 3) 的质量比充分混合后， 在 1250 1500 下保温烧结。 0018 所述的有机溶剂为丁基卡。
13、必醇醋酸酯、 松油醇中的一种或两种 ； 粘结剂为乙基纤 维素、 马来酸树脂中的一种或两种 ； 流平剂为卵磷脂。 0019 所述的玻璃粉通过研磨工艺或高速分散工艺均匀分散在有机载体中。 0020 与现有技术相比， 本发明具有以下有益的技术效果 ： 0021 本发明提供的用于厚膜电路的隔离介质材料， 通过选择无机氧化物的配比， 通过 混合、 熔炼、 水淬、 细化得到玻璃粉末， 将玻璃粉末与有机载体， 使用研磨工艺或高速分散工 艺制成膏状物， 通过丝网印刷工艺印刷于氮化铝基体上， 850烧结 10 分钟， 烧结膜介电性 能良好， 并且可以与氮化铝基体形成比较好的结合。 0022 本发明提供的用于厚膜。
14、电路的隔离介质材料， 尤其是玻璃粉末当中无机氧化物的 配比和烧结， 保证了其作为氮化铝基体的隔离介质材料的可靠性。 具体实施方式 0023 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明， 所述是对本发明的解释而 不是限定。 0024 实施例 1 0025 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的 ： 0026 首先按照质量百分比准备以下原料 ： 0027 玻璃粉烧结原料的组成 ： 氧化硅 50.0、 氧化铝 8.0、 氧化钙 8.0、 氧化锌 34.0。 0028 有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流平 剂 80 15 5。其中有。
15、机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯 ； 粘结剂为乙基纤维素 ； 流平剂为卵 磷脂。 0029 按照如下工艺过程制备 ： 0030 1) 玻璃粉的制备 ： 将各组份无机氧化物按配比称量后， 使用滚瓶机充分混合， 置 说 明 书 CN 102280162 A CN 102280167 A3/4 页 5 入白金坩埚内， 在马弗炉中 1350条件下， 保温烧结 2.5h， 然后将融化的玻璃液倒入室温 的高纯水内淬火 ； 淬火后的玻璃渣使用行星球磨机球磨 24 小时至粒径为 0.5 10m ； 0031 2) 有机载体的制备 ： 将有机溶剂、 粘结剂、 流平剂按配比称量后， 置于 90水浴条 件下加热 5 小时，。
16、 使粘结剂和流平剂全部溶解， 降至室温 ； 0032 3) 按照玻璃粉有机载体 75 25 的质量比混合， 在三辊研磨机上研磨分散 10 遍， 制得用于厚膜电路的隔离介质材料。 0033 实施例 2 0034 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的 ： 0035 首先按照质量百分比准备以下原料 ： 0036 玻璃粉烧结原料的组成 ： 氧化硅 50.0、 氧化铝 3.0、 氧化钙 5.0、 氧化锌 35.0、 氧化钡 3.0、 氧化锶 2.0、 氧化钴 2.0。 0037 有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流平 剂 90 9.5 0。
17、.5。其中有机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯 ； 粘结剂为乙基纤维素 ； 流平剂 为卵磷脂。 0038 按照如下工艺过程制备 ： 0039 1) 玻璃粉的制备 ： 将各组份无机氧化物按配比称量后， 使用滚瓶机充分混合， 置 入白金坩埚内， 在马弗炉中 1400条件下， 保温烧结 2.5h， 然后将融化的玻璃液倒入室温 的高纯水内淬火 ； 淬火后的玻璃渣使用行星球磨机球磨 24 小时至粒径为 0.5 10m ； 0040 2) 有机载体的制备 ： 将有机溶剂、 粘结剂、 流平剂按配比称量后， 置于 90水浴条 件下加热 2h， 使粘结剂和流平剂全部溶解， 降至室温 ； 0041 3) 按照玻璃粉有机载体。
18、 80 20 的质量比混合， 在三辊研磨机上研磨分散 10 遍， 制得用于厚膜电路的隔离介质材料。 0042 实施例 3 0043 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的 ： 0044 首先按照质量百分比准备以下原料 ： 0045 玻璃粉烧结原料的组成 ： 氧化硅 45.0、 氧化铝 5.0、 氧化钙 8.0、 氧化锌 34.0、 氧化钡 4.0、 氧化锶 2.0、 氧化钴 2.0。 0046 有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流平 剂 85 12.5 2.5。其中有机溶剂为松油醇 ； 粘结剂为马来酸树脂 ； 流平剂为卵磷脂。 0。
19、047 按照如下工艺过程制备 ： 0048 1) 玻璃粉的制备 ： 将各组份无机氧化物按配比称量后， 使用滚瓶机充分混合， 置 入白金坩埚内， 在马弗炉中 1250条件下， 保温烧结 5h， 然后将融化的玻璃液倒入高纯水 (15 ) 内淬火 ； 淬火后的玻璃渣使用行星球磨机球磨 (24h) 至粒径为 0.5 10m ； 0049 2) 有机载体的制备 ： 将有机溶剂、 粘结剂、 流平剂按配比称量后， 置于 80水浴条 件下加热 4h， 使粘结剂和流平剂全部溶解， 降至室温 ； 0050 3) 按照玻璃粉有机载体 75 20 的质量比混合， 在三辊研磨机上研磨分散 10 遍， 制得用于厚膜电路的。
20、隔离介质材料。 0051 实施例 4 0052 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的 ： 说 明 书 CN 102280162 A CN 102280167 A4/4 页 6 0053 首先按照质量百分比准备以下原料 ： 0054 玻璃粉烧结原料的组成 ： 氧化硅 42.0、 氧化铝 8.0、 氧化钙 16.0、 氧化锌 24.0、 氧化钡 4.0、 氧化锶 3.0、 氧化钴 3.0。 0055 有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流平 剂 80 15 5。其中有机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯松油醇 1 1 的混合物 ； 粘结 剂为马来。
21、酸树脂 ； 流平剂为卵磷脂。 0056 按照如下工艺过程制备 ： 0057 1) 玻璃粉的制备 ： 将各组份无机氧化物按配比称量后， 使用滚瓶机充分混合， 置 入白金坩埚内， 在马弗炉中 1500条件下， 保温烧结 1.5h， 然后将融化的玻璃液倒入高纯 水 (20 ) 内淬火 ； 淬火后的玻璃渣使用行星球磨机球磨 (24h) 至粒径为 0.5 10m ； 0058 2) 有机载体的制备 ： 将有机溶剂、 粘结剂、 流平剂按配比称量后， 置于 70水浴条 件下加热 6h， 使粘结剂和流平剂全部溶解， 降至室温 ； 0059 3) 按照玻璃粉有机载体 85 10 的质量比混合， 在三辊研磨机上研。
22、磨分散 10 遍， 制得用于厚膜电路的隔离介质材料。 0060 实施例 5 0061 一种用于厚膜电路的隔离介质材料， 具体的制备是按照如下的工艺步骤完成的 ： 0062 首先按照质量百分比准备以下原料 ： 0063 玻璃粉烧结原料的组成 ： 氧化硅 40.0、 氧化铝 5.0、 氧化钙 8.0、 氧化锌 36.0、 氧化钡 5.0、 氧化锶 3.0、 氧化钴 3.0。 0064 有机载体包括有机溶剂、 粘结剂和流平剂， 其质量比为有机溶剂粘结剂流平 剂 85 5 0.5。其中有机溶剂为丁基卡必醇醋酸酯松油醇 2 1 的质量比混合 物 ； 粘结剂为乙基纤维素马来酸树脂 3 1 的质量比混合物 。
23、； 流平剂为卵磷脂。 0065 按照如下工艺过程制备 ： 0066 1) 玻璃粉的制备 ： 将各组份无机氧化物按配比称量后， 使用滚瓶机充分混合， 置 入白金坩埚内， 在马弗炉中 1350条件下， 保温烧结 2h， 然后将融化的玻璃液倒入高纯水 (25 ) 内淬火 ； 淬火后的玻璃渣使用行星球磨机球磨 (24h) 至粒径为 0.5 10m ； 0067 2) 有机载体的制备 ： 将有机溶剂、 粘结剂、 流平剂按配比称量后， 置于 80水浴条 件下加热 3h， 使粘结剂和流平剂全部溶解， 降至室温 ； 0068 3) 按照玻璃粉有机载体 70 25 的质量比混合， 在三辊研磨机上研磨分散 10 遍， 制得用于厚膜电路的隔离介质材料。 说 明 书 CN 102280162 A 。