厚膜電阻漿料的構(gòu)成及影響

隨著電子技術(shù)呈現(xiàn)出高頻化、微型化、多維化以及高集成度的發(fā)展趨勢。集成電路是 21 世紀(jì)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的重要結(jié)晶，厚膜混合集成電路是集成電路的一個(gè)重要組成部分。電子漿料作為電子元器件的基礎(chǔ)材料，在厚膜混合集成電路中也得到了廣泛使用。厚膜電阻作為厚膜電路及混合集成電路中最重要的元器件，其發(fā)展最早，制造技術(shù)也最成熟。

厚膜電阻漿料的組成

電子漿料按用途功能劃分為電阻漿料、導(dǎo)體漿料、介質(zhì)漿料等3大類，其中，制備工藝最復(fù)雜、技術(shù)含量最高的是厚膜電阻漿料。構(gòu)成厚膜電阻漿料的各組分復(fù)雜，可分為功能相、玻璃相、有機(jī)載體和各種改性劑。

( 1) 功能相。在厚膜電阻中，功能相主要是通過分散在有機(jī)載體中的導(dǎo)電顆粒構(gòu)成的導(dǎo)電通路來傳導(dǎo)電流。電阻漿料用的功能相材料的種類眾多，但主要可分為以下幾類：

除了功能相的種類對其影響外，功能相的粒徑大小對厚膜電阻的方阻值、電阻溫度系數(shù)及重?zé)兓?/span>等性能有較大影響，其直接決定厚膜電阻的電性能參數(shù)、穩(wěn)定性、可靠性等。鄭曉慧等研究了釕酸鉍顆粒平均粒徑大小對厚膜電阻的方阻值和電阻溫度系數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)粉體顆粒越小，導(dǎo)電顆粒越能在厚膜電阻膜層中分布得更加均勻，膜層穩(wěn)定性提高。

( 2) 玻璃相。玻璃相在燒結(jié)過程中軟化熔融，浸潤導(dǎo)電相中的導(dǎo)電顆粒，連接、拉緊、固定導(dǎo)電相粒子，并使整個(gè)膜層與基片牢固地相粘結(jié)。玻璃相成分對厚膜電阻漿料性能的影響。根據(jù)玻璃工藝學(xué)原理，玻璃的結(jié)構(gòu)和性能主要由其成分決定。玻璃相的成分不同，其粘溫特性和熱膨脹系數(shù)各不相同，因而影響厚膜電阻漿料的性能。楊華榮等發(fā)現(xiàn)厚膜電阻玻璃相的成分對電性能的影響是熱膨脹系數(shù)和粘溫特性共同作用的結(jié)果?？赏ㄟ^調(diào)整玻璃相中各種氧化物成分和含量，制備出與基片和導(dǎo)電相相匹配及粘溫特性合適玻璃相。另外，軟化點(diǎn)高或低的玻璃相，在厚膜電阻制備的過程中會形成缺陷，造成導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中斷鏈的幾率增大。

( 3) 有機(jī)載體。有機(jī)載體的作用是使?jié){料具有適宜的粘度、揮發(fā)性和流平性，以獲得良好的印刷性能，使?jié){料經(jīng)絲網(wǎng)印刷后可獲得均勻、致密、清晰和平整的電阻膜層。有機(jī)載體的成分與含量對厚膜電阻漿料的影響。雖然電阻漿料中有機(jī)載體的研究迅速，但現(xiàn)實(shí)中仍存在諸多所需改進(jìn)之處。張君啟等發(fā)現(xiàn)，合理的調(diào)整混合溶劑中具有不同揮發(fā)特型的各溶劑的相對含量，可獲得具有不同層次揮發(fā)特性的有機(jī)載體，由其構(gòu)成的漿料在后續(xù)的燒結(jié)過程中產(chǎn)生氣孔或裂痕等缺陷的幾率減小。有機(jī)載體在厚膜電阻漿料中的含量對厚膜電阻漿料的性能也有較大影響。黃照林等發(fā)現(xiàn)，有機(jī)載體與粉料的比例對漿料的流動(dòng)性、可印刷性及電阻膜層的質(zhì)量有較大影響; 兩者比例過高或過低均會使?jié){料的流動(dòng)性和可印刷性降低，導(dǎo)致燒成的電阻膜層孔洞等缺陷較多。

( 4) 改性劑也稱添加劑。一般是在降低漿料成本的情況下擴(kuò)大厚膜電阻的方阻范圍。以下為幾種常見的添加劑及其性能參數(shù)：

電阻漿料制備工藝流程

厚膜電阻漿料各性能參數(shù)不是受單一因素的影響，而是各因素相互作用的結(jié)果，在獲得厚膜電阻漿料的初級配方的情況下，研究各因素對厚膜電阻各性能的影響，以獲得高性能的厚膜電阻漿料。在全球電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的形勢下，厚膜電阻漿料向低成本、無鉛化、高性價(jià)比等方向發(fā)展。隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，厚膜電阻漿料的性能得到較大程度上的優(yōu)化。