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銀微粒的大小與銀漿的導(dǎo)電性能有關(guān)。在相同的體積下,微粒大,微粒間的接觸幾率偏低,并留有較大的空間,被非導(dǎo)體的樹脂所占據(jù),從而對導(dǎo)體微粒形成阻隔,導(dǎo)電性能下降。反之,細(xì)小微粒的接觸幾率提高,導(dǎo)電性能得到改善。微粒的大小對導(dǎo)電性的影響,從上述情況來看,只是一種相對的關(guān)系。由于受加工條件和絲網(wǎng)印刷方式的影響,既要滿足微粒順利通過絲網(wǎng)的網(wǎng)孔,又要符合銀微粒加工的條件,一般粒度能控制在3~5μm 已是很好,這樣的粒度僅相當(dāng)于250目普通絲網(wǎng)網(wǎng)徑的1/10~1/5,能使導(dǎo)電微粒順利通過網(wǎng)孔,密集地沉積在承印物上,構(gòu)成飽滿的導(dǎo)電圖形。
導(dǎo)電銀漿中的溶劑的作用:
a、溶解樹脂,使導(dǎo)電微粒在聚合物中充分的分散;
b、調(diào)整導(dǎo)電漿的粘度及粘度的穩(wěn)定性;
c、決定干燥速度;
d、改善基材的表面狀態(tài),使?jié){料與基體有很好的密著性能。導(dǎo)電銀漿中的溶劑的溶解度與極性,是選擇溶劑的重要參數(shù),這是由于溶劑對印刷適性與基材的結(jié)合固化都有較大的影響。此外,溶劑沸點的高低、飽和蒸氣壓的大小、對人體有性,都是應(yīng)該考慮的因素。溶劑的沸點與飽和氣壓對印料的穩(wěn)定性與操作的持久性關(guān)系重大;對加熱固化的溫度、速率都有決定性的影響。一般都選用高沸點的溶劑,常用的有BCA(丁基溶酐乙酸酯)、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇醋酸酯、異佛爾酮等。
導(dǎo)電銀漿按燒結(jié)溫度不同,分為高溫銀漿,中溫銀漿和低溫銀漿。其中高中溫?zé)Y(jié)型銀漿主要用在太陽能電池,壓電陶瓷等方面。低溫銀漿主要用在薄膜開關(guān)及鍵盤線路上面。
玻璃粉兩個作用。一,腐蝕晶硅,通過腐蝕SiNx,形成導(dǎo)電通道。二,在漿料-發(fā)射極界面間作為傳輸媒介。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展,厚膜導(dǎo)體漿料也隨之發(fā)生不斷更新的發(fā)展,作為二十一世紀(jì)主要發(fā)展方向之一的電子工業(yè),其發(fā)展和產(chǎn)品更新速度也將是快的,新的電子元器件和生產(chǎn)工藝技術(shù)將需要新的銀粉銀漿,因此銀粉銀漿的品種和數(shù)量將不斷增加。
從技術(shù)的角度,為適應(yīng)電子機(jī)器不斷輕、小、薄、多功能、低成本,銀粉銀漿會朝著使用工藝更簡化、性能更強(qiáng)、可靠性更高、更低成本化發(fā)展,也就是大程度的發(fā)揮銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的優(yōu)勢。
電子工業(yè)的快速發(fā)展,加上、勞動力等方面的優(yōu)勢,使大陸已成為世界電子元器件的主要制造基地之一,其銀粉和銀漿的用量也將不斷增加。銀粉、銀漿作為一個有發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè),存在很大的發(fā)展空間。關(guān)鍵在于誰能網(wǎng)羅人才、投入更多資金,建立國際的生產(chǎn)環(huán)境、裝備水平。
銀幾乎是為電子工業(yè)而生的,從銀的存量和儲量而言,并不存在供需方面的嚴(yán)重問題和資源的和緊迫性。從銀的本征特性而言要以賤金屬取替還存在很高的技術(shù)難度,還有成本問題。在未來很長時間內(nèi),電子、電氣方面的應(yīng)用仍是銀重要的消耗方面。
導(dǎo)電銀漿分為兩類:
①聚合物銀導(dǎo)電漿料(烘干或固化成膜,以有機(jī)聚合物作為粘接相);
②燒結(jié)型銀導(dǎo)電漿料(燒結(jié)成膜,燒結(jié)溫度>500℃,玻璃粉或氧化物作為粘接相)。銀粉照粒徑分類,平均粒徑<0.1μm(100nm)為納米銀粉; 0.1μm< Dav(平均粒徑) 10.0μm為粗銀粉。構(gòu)成銀導(dǎo)體漿料的三類別需要不同類別的銀粉或組合作為導(dǎo)電填料,甚至每一類別中的不同配方需要不同的銀粉作為導(dǎo)電功能材料,目的是在確定的配方或成膜工藝下,用少的銀粉實現(xiàn)銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的大利用,關(guān)系到膜層性能的優(yōu)化及成本。
粉末的制備方法有很多,銀而言,可一次采用物理法(等離子、霧化法),化學(xué)法(硝酸銀熱分解法、液相還原)。由于銀是貴金屬,易被還原而回到單質(zhì)狀態(tài),因此液相還原法是目前制備銀粉的主要的方法。即將銀鹽(硝酸銀等)溶于水中,加入化學(xué)還原劑(如水合肼等),沉積出銀粉,經(jīng)過洗滌、烘干而得到銀還原粉,平均粒徑在0.1-10.0μm之間,還原劑的選擇、反應(yīng)條件的控制、界面活性劑的使用,可以制備不同物理化學(xué)特性的銀微粉(顆粒形態(tài)、分散程度、平均粒徑以及粒徑分布、比表面積、松裝密度、振實密度、晶粒大小、結(jié)晶性等),對還原粉進(jìn)行機(jī)械加工(球磨等)可得光亮銀粉(polished silver powder),片狀銀粉(silver flake)。
導(dǎo)電銀漿性能指標(biāo)
1、填料: 銀
2、固含量: 65~70%
3、密度(g/cm3) 2.1-2.3
4、粘度 (CPS) 10,000-20,000
(旋轉(zhuǎn)式粘度計,Ⅱ單位,75rpm,25℃)
5、涂布面積 ( cm2/g )(取決于膜層厚度) 100-200
6、方電阻 (mΩ/□/25.4μm) < 12
7、附著力 (3M810膠帶,垂直拉) 無脫落
8、硬度 (中華鉛筆) > 2H
9、長期工作溫度 (℃) <70