铜导电浆料以其优良的导电性能、抗迁移性能和较低的价格等优势,越来越受国内外研究学者的关注,被认为是银导电浆料的良好替代者。因此制备出性能良好的铜导电浆料即低温共烧后铜膜与陶瓷基板结合紧密、导电性能优异,对导电浆料的发展具有重要的意义。本文通过溶胶凝胶法制备了CaO-ZnO-B₂O₃、CaO-SiO₂-B₂O₃、CaO-Al₂O₃-SiO₂-B₂O₃和SiO₂-B₂O₃-ZnO-Ba O四种体系的无铅玻璃,将与基板润湿良好的玻璃作为铜导电浆料的玻璃粘结剂。通过溶胶凝胶技术将玻璃粘结剂均匀地包覆在铜粉表面,加入有机载体制备玻璃包覆铜导电浆料。将玻璃包覆铜导电浆料印刷在自制和商用基板上,低温共烧,制备铜膜/基板试样。采用XRD、SEM、EDS分析表征玻璃包覆铜粉及铜膜/基板试样,采用RTS-9型测阻仪和拉力计测试铜膜的方阻和附着力。研究了排胶气氛对自制基板排胶性能的影响;玻璃粘结剂组成和包覆量对铜粉形貌性能的影响;玻璃包覆量、烧结温度和印刷层数对铜膜形貌性能的影响。实验结果表明,N₂/H₂O气氛可以有效地促进基板排胶。四种无铅玻璃中,SiO₂-B₂O₃-ZnO-Ba O体系玻璃在900oC熔融,能与基板良好的润湿。在相同温度条件下,随着玻璃包覆量的增加,玻璃包覆铜粉的高温稳定性能先增强后降低,10 wt.%玻璃包覆的铜粉高温稳定性能最好;在相同玻璃包覆量条件下,随着温度的升高,玻璃包覆铜粉的稳定性能下降。在烘干、排胶、共烧后,10 wt.%玻璃包覆的铜粉制备的铜膜中均未检测出铜单质以外的晶相。玻璃包覆量、共烧温度和玻璃包覆铜浆印刷层数都会影响铜膜/基板试样表面、断面形貌和铜膜性能。对于自制玻璃陶瓷基板,印刷铜浆层数为一层,共烧温度为920oC时,10 wt.%玻璃包覆的铜粉制备的烧结铜膜,表面平整,方阻为8 mΩ/□,附着力为4.26 MPa;15 wt.%玻璃包覆的铜粉制备的烧结铜膜,与基板结合紧密,方阻为10.5 mΩ/□,附着力为8 MPa。将玻璃包覆铜导电浆料印刷在某商用LTCC基板上,低温共烧,铜膜同样具有良好的性能。印刷两层,共烧温度为910oC时,10 wt.%玻璃包覆的铜粉制备的烧结铜膜,表面平整,与基板结合紧密,方阻为4 mΩ/□,附着力为10.06 MPa。