摘要
本论文研究的是一种适用于低温共烧陶瓷(lowtemperatureco-firedceramic(LTCC))的贱金属内电极浆料。通过控制变量法分析了铜粉粒径和添加量对浆料性能的影响，并且使用正交试验法探究了铜粉表面改性工艺、有机载体成分对浆料性能的影响规律。具体工作及结果如下： （1）选择了不同粒径的铜粉进行控制变量法实验，得到了铜粉的添加量和粒径对于浆料的流变性能、膜层厚度、以及铜烧结膜导电性能的影响规律，发现采用粒径为200nm的铜粉作为浆料的导电相较为合适，同时有机载体、玻璃粉、铜粉按质量比24.27：2.91：72.82配成的浆料具有合适的粘度和较优的导电能力。最终得到的浆料粘度为262.06Pa·s，经丝网印刷、流平烘干后，使用还原性气氛在950℃烧结2h后能得到厚度为6.25±0.83μm，方阻为4.50±0.51mΩ/□的铜膜。 （2）采用正交试验法，探究了不同分散方法对于铜粉和铜浆的性能影响。最终发现，采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为分散剂，且还原剂、分散剂、铜粉比例为15：5：80时，超声处理时间为120min时，能很好地解决铜粉的团聚现象，得到分散性能良好，同时具有抗氧化能力的铜粉。以此配置而成的铜浆印刷性能良好，在950℃下使用还原性气氛烧结2h后能得到导电性能优异，方阻为1.80±0.26mΩ/□的铜膜。 （3）通过正交试验法研究了有机载体中各成分的配比对铜电极浆料性能的影响。实验结果显示，乙基纤维素是影响铜浆性能最大的成分。且得到了最优的组合，即蓖麻油9wt%，氢化蓖麻油2wt%，乙基纤维素3wt%。此时，铜电极浆料的流变学性能优异，经烧结后能获得具有较好导电能力的铜膜。最终，在950℃下使用还原性气氛下烧结2h可以得到方阻小于2.97mΩ/□、附着力高于4.13MPa的铜膜。 通过这些实验，我们得出了一些重要结论：铜粉的粒径和添加量对浆料的流变性能、介电性能等方面都有着显著影响；铜粉表面改性处理可以显著提升浆料的分散性；选用合适的有机载体可以使浆料的流变性能达到最优状态。这些结论对于开发具有高性能和低成本的新型贱金属内电极浆料具有重要意义。
NETL