[发明专利]高导电率厚膜铝膏的制造方法

说明书

一种高导电率厚膜铝膏的制造方法，其至少包含步骤为：首先提供一含不同粒径的铝粉，且该铝粉的大小粒径比例为4±50%:1±50%；然后将该铝粉与一玻璃粉混合，其中该玻璃粉的固体含量为7.5wt%±50%，且该铝粉与该玻璃粉总固体含量比例为10:1；以及最后将该铝粉与该玻璃粉的混合物在至少500°C以上烧结温度下进行液相烧结，此烧结温度可使该混合物中铝粉利用表面氧化铝破裂机制搭配液相玻璃粉包覆住所有铝粉破裂的表面以抑制裸露的液态金属铝接触空气而氧化，并促使相邻裸露的液态金属铝互相接触而形成导电通路，得到一致密且无收缩的厚膜导电浆料。

技术领域

本发明有关于一种高导电率厚膜铝膏的制造方法，尤指一种改善传统铝膏低导电率的问题，提供一低成本、高导电率，且可在空气中烧结的厚膜导电铝膏，特别指可广泛地取代现有高成本的导电银膏与需在还原气氛下烧结的导电铜膏的应用。

背景技术

厚膜电阻器的端电极可以分成三部分：正面端电极、侧面端电极与背面端电极，其中侧面端电极与背面端电极只是用来供后续制程电镀镍与锡晶种层使用，而正面端电极除了用来供后续制程电镀镍与锡晶种层使用之外，同时也必需作为连接电阻层导通的路径，因此正面端电极的导电率必须远低于电阻层电阻率才可形成奥姆接触。目前市面上端电极所用的导电浆料以银膏为主，其亦为目前技术最成熟且应用最广泛的厚膜导电浆料，具有高导电率，且可在空气中烧结等优点，但成本过于昂贵，且随着国际银价持续上涨，银粉价格仍高居不下。考虑到成本问题，部分应用慢慢转往以成本较低廉的铜做为金属填充物，但因铜容易氧化，必须在还原气氛下烧结，而还原气氛烧结炉价格昂贵，故铜膏的应用还是有限。而铝膏具有成本低且可在空气中烧结的优势，但目前市售铝膏的电阻率往往偏高。造成传统铝膏呈现低导电率的主要原因为，金属铝在空气中表面会自然生成一层薄薄的氧化铝层阻止内部持续氧化，而这层氧化层阻挡了内部金属铝的接触也抑制铝在烧结过程中的收缩，造成烧结完后形成多孔洞与铝空壳等缺陷结构，导致高电阻率，其微结构如图9所示。由此图中可明显看到传统铝膏多孔洞与铝空壳的结构(或缺陷)。

再者，一般导电银膏或铜膏在填充基板的孔洞与金属化线路时都会面临一个严重问题，一般导电银膏或铜膏印刷后的尺寸会在烧结后因银膏或铜膏的收缩而尺寸减少，这个问题对于填孔特别严重，因为会造成填孔导电膏无法填满孔洞而留有空隙，可能影响导电或导热行为，甚至在真空封装时会有漏气问题。

鉴于银膏成本昂贵；铜膏虽然价格相对便宜但必须在还原气氛下烧结，限制了铜膏的应用。而金属铝具有高导电率、低成本且可在空气中烧结等优势，但制作成铝膏之后却无法发挥其高导电率的特性。故，一般已用者无法符合使用者于实际使用时的所需。

发明内容

本发明主要目的在于，克服已知技艺所遭遇的上述问题并提供一种改善传统铝膏多孔洞与铝空壳等缺陷造成低导电率的问题，能大幅提升导电率，实现一低成本、高导电率，且可在空气中烧结的厚膜导电铝膏，并可广泛地取代现有高成本的导电银膏与需在还原气氛下烧结的导电铜膏应用的高导电率厚膜铝膏的制造方法。

本发明的次要目的在于，提供一种可应用于厚膜电阻器端电极与LED陶瓷基板金属化制程的高导电率厚膜铝膏。

为达以上的目的，本发明系一种高导电率厚膜铝膏的制造方法，其至少包含下列步骤：(A)提供一含不同粒径的铝粉，且该铝粉的大小粒径比例为4±50％:1±50％；(B)将该铝粉与一玻璃粉混合，其中该玻璃粉的固体含量为7.5wt％±50％，且该铝粉与该玻璃粉总固体含量比例为10:1；以及(C)将该铝粉与该玻璃粉的混合物在至少500℃以上烧结温度下进行液相烧结，此烧结温度可使该混合物中铝粉利用表面氧化铝破裂机制搭配液相玻璃粉包覆住所有铝粉破裂的表面以抑制裸露的液态金属铝接触空气而氧化，并促使相邻裸露的液态金属铝互相接触而形成导电通路，得到一致密且无收缩的厚膜导电浆料。

于本发明上述实施例中，高导电率厚膜铝膏的电阻率小于10^-4Ω·cm，该厚膜导电浆料的片电阻值小于5mΩ/cm²。