銀漿新技術(shù)、應(yīng)用及用量

1、1234銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況況銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況況一、銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況 自1948年世界上第一晶體管發(fā)明以來(lái)，電子技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段即微電子技術(shù)階段。整個(gè)微電子技術(shù)中最基本的重要材料之一就是貴金屬電子漿料，又稱(chēng)為厚膜漿料。貴金屬電子漿料在電子器件的制造過(guò)程中有舉足輕重的地位，通常用絲網(wǎng)印刷將貴金屬電子漿料均勻地涂布到器件所需要涂布的表面上，經(jīng)過(guò)烘干燒結(jié)（固化）形成一種致密的膜層，而且印刷的厚薄易于控制，可以印刷復(fù)合貴金屬，也

2、可以印刷多層貴金屬。因此貴金屬電子漿料技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。銀漿是電子漿料最重要和需求量最大的一種。銀漿通常使用銀粉、無(wú)機(jī)添加物及有機(jī)載體等組成。銀漿按使用條件又可分為固化型銀漿（300）和燒結(jié)型銀漿（500）。一、銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況 固化型銀漿通常是導(dǎo)電相、有機(jī)樹(shù)脂、有機(jī)溶劑和添加劑組成，它通過(guò)絲網(wǎng)印刷（涂覆）在基板上，經(jīng)過(guò)一定溫度固化，溶劑揮發(fā)，樹(shù)脂與基板附著，并且形成一個(gè)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使線(xiàn)路導(dǎo)電固化型銀漿制備的主要工藝流程如下： 片狀銀粉 超細(xì)銀粉 添加物 配料 軋漿 質(zhì)檢 成品 有機(jī)樹(shù)脂 溶劑圖12.10-2 固化型銀漿的制備工藝流程 一、銀漿的種類(lèi)和

3、發(fā)展概況銀漿的種類(lèi)和發(fā)展概況 銀超細(xì)粉末 玻璃粉、氧化物溶劑 配料 軋漿 質(zhì)檢 成品 有機(jī)載體樹(shù)脂圖12.10-1 銀導(dǎo)體漿料的制備工藝流程燒結(jié)型銀漿一般是超細(xì)銀粉、玻璃粉、添加劑、有機(jī)粘合劑調(diào)合而成，燒結(jié)型銀漿制備的主要工藝流程如下：二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 由于銀價(jià)的不斷攀升，特定材質(zhì)的限制、納米技術(shù)的應(yīng)用以及電子產(chǎn)品無(wú)鉛化的要求，銀漿新技術(shù)日新月異，朝著低溫化、薄層化和無(wú)鉛化的方向發(fā)展。銀粉是制備銀漿的最重要的基礎(chǔ)材料，制備出銀粉的各項(xiàng)性能直接影響到所得銀漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，通常制備銀漿的銀粉主要有片狀銀粉及超細(xì)銀粉。制備超細(xì)銀粉常用的方法有化學(xué)還原法、熱物理法和熱物理

4、化學(xué)法等。片狀銀粉通常是在超細(xì)銀粉基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)械加工制備出來(lái)的，也有用化學(xué)還原法和電解法來(lái)制備的。在銀漿的配制中要嚴(yán)格控制銀粉的純度、雜質(zhì)含量和粉體特性（比如：比表面積、密度、粒度、粒度分布和形貌）。二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1、銀粉的制備技術(shù)：化學(xué)還原法 在水溶液或有機(jī)溶劑中，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙烯醇（PVA）等高分子聚合物的保護(hù)下，將銀鹽進(jìn)行化學(xué)還原，可得到大小和形狀可控制的銀粉。通過(guò)調(diào)節(jié)高分子聚合物、還原劑、銀鹽的濃度、反應(yīng)物的種類(lèi)以及反應(yīng)過(guò)程，可以控制銀粉的大小和形狀。如將AgNO3、KAg(CN)2)等銀鹽，用水合肼、甲酸、三乙醇胺、甲醛、甲酸鈉、丙三醇

5、、草酸、維生素C等還原，控制反應(yīng)條件可得到大小和形狀可控制的銀粉。熱物理法 將銀在高溫下蒸發(fā)，蒸氣在惰性氣體中冷卻，成核和生長(zhǎng)，得到銀粉 熱物理化學(xué)法 將Ag2CO3在一定溫度下分解為Ag2O,再通入H2，把Ag2O還原成銀粉。利用類(lèi)似方法也可得到其它粉末。二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 銀粉的制備技術(shù)朝著控制粉末粒度分布、形貌、粒徑大小及納米化技術(shù)的方向發(fā)展，現(xiàn)國(guó)內(nèi)外在此方面的發(fā)展還是有較大的差距，國(guó)內(nèi)外銀粉的性能指標(biāo)如下： 表1 國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的超細(xì)銀粉的性能指標(biāo)牌號(hào)比表面m2/g振實(shí)密度g/cm3松裝密度g/cm3平均粒徑m粒度分布mD10D50D90FAgH-11.52.8

6、2.02.51.01.40.180.7/SAg-753.57.03.03.50.81.20.10.2/FAgH-x1.22.51.24.80.73.80.51.0/oocp-031.11.72.54.0/0.81.22.5oocp-100.61.12.84.2/1.02.04.0Ag-05341.53.01.01.80.048/Ag-071.52.02.03.01.52.50.51.5/Ag-080.21.02.54.01.52.51.02.0/F-Ag-011.31.52.01.121.50.5/F-Ag-021.91.21.80.91.50.1/F-Ag-031.11.01.51.01.0

7、/二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表2 國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的超細(xì)銀粉的性能指標(biāo)牌號(hào)比表面m2/g振實(shí)密度g/cm3SEM粒徑m粒度分布mD10D50D90Ag70001.42.02.54.50.10.50.20.80.71.10.91.8AgSP1070.62.03.55.50.50.61.53.5AgSPF1310.41.62.55.5/1.53.06.0SFC20ED0.31.02.05.0/1.02.55.0SPC0.51.350.61.5/4.510.020.0S7000-241.03.62.64.2/0.30.51.0S7000-140.82.03.24.6/0.71.01.5

8、SP300010.41.43.33.7/1.62.55.0SPK-1502.530.980.572.75.19.6SPQ-1000.771.471.104.18.312.7SPS-1001.621.850.601.44.48.1SPK-150ED2.041.960.500.30.61.2SPQ-100ED0.732.631.20.93.07.4二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)圖1超細(xì)銀粉的SEM圖二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 由于納米粉末制備技術(shù)的不斷完善，用納米銀粉末代替微米銀制作電子漿料，也是銀漿發(fā)展的一個(gè)新方向。用納米銀粉代替現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的微米銀粉有許多好處

9、：用納米銀粉所生產(chǎn)的電子漿料的顆粒更?。ㄕ{(diào)漿時(shí)其它材料也必須是納米級(jí)的），絲網(wǎng)印刷可適用于更大目數(shù)的絲網(wǎng)，從而得到致密程度更好的表面涂層。電子漿料顆粒越小，絲網(wǎng)操作的工效就越高；在銀漿料中用納米粉銀粉代替微米銀粉，可減少銀用量，降低生成成本；由于納米顆粒的熔點(diǎn)通常低于粗晶粒物體，因此用納米粉末制成電子漿料，燒結(jié)溫度一般低于傳統(tǒng)電子漿料，這就降低了對(duì)基片材料的耐高溫性能的要求。據(jù)德國(guó)不來(lái)梅應(yīng)用物理所的一項(xiàng)專(zhuān)利稱(chēng)，用納米銀粉代替微米銀粉制成的導(dǎo)電膠，可以節(jié)省銀量50%，用這種導(dǎo)電膠焊接金屬與陶瓷，涂層不需太厚，而且涂層表面平整。二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2、銀漿的低溫化技術(shù) 由于

10、基板使用條件的限制和節(jié)能的要求，銀漿朝著低溫化發(fā)展。低溫固化的溫度越來(lái)越低，甚至達(dá)到常溫下固化和紫外光固化。而這些固化條件除了銀粉以外主要是由樹(shù)脂和溶劑來(lái)決定?，F(xiàn)今化工樹(shù)脂材料及溶劑材料不斷推出新的技術(shù)，從而推動(dòng)了銀漿低溫化技術(shù)的發(fā)展。二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)3、樹(shù)脂酸鹽漿料技術(shù) 樹(shù)脂酸鹽漿料是由基料金屬（Au、Ag、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir等）和添加劑金屬的金屬有機(jī)化合物、樹(shù)脂、助溶劑和載體組成，其制備工藝類(lèi)似其它漿料。添加劑金屬有機(jī)化合物常用于各種厚膜漿料的改性劑，改性作用主要有抗氧化、粘結(jié)或其他性能的改性等。樹(shù)脂酸鹽（MOC）漿料的制備流程見(jiàn)圖6。 二、銀漿新技術(shù)

11、的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)Ag的MOC漿料Ag金屬 有機(jī)化合物 添加劑用金屬 溶 解 溶 解 反 應(yīng) 反 應(yīng) 樹(shù)指酸Ag 添加劑樹(shù)脂酸鹽 溶解或稀釋 溶解或稀釋 溶劑（松節(jié)油） 混 合漿 料圖12.10-4 MOC漿料的制備流程示意圖二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)樹(shù)脂酸鹽（MOC）漿料具有以下優(yōu)點(diǎn)： 分散性好，膜層厚膜可小于微米；純度高，幾乎與所有陶瓷相兼容；厚膜致密度高，表面平滑平整；附著強(qiáng)度高；燒結(jié)溫度低；可鍍和可焊性好；電性能好，穩(wěn)定性高；可加入感光劑進(jìn)行光刻；細(xì)線(xiàn)分辨率高，易于制作小于50m的線(xiàn)條；成本低，價(jià)格便宜。二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) CTS

12、公司在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始用Ru、Rh、Ir等樹(shù)脂酸鹽制備電阻，2-世紀(jì)80年代開(kāi)始了Au的MOC研究，使樹(shù)脂酸鹽漿料進(jìn)入了實(shí)用化階段。在A(yíng)u的MOC漿料中，硫代樹(shù)脂酸鹽、硫醇鹽及胺鹽已廣泛用于熱印頭，用于傳感器、片式電阻、各種高密度電路的制造。三種體系各具特點(diǎn)，如表12.10-35樹(shù)脂酸鹽的特點(diǎn)。表12.10-36厚膜金漿與MOC金漿的對(duì)比。 二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表3 樹(shù)脂酸鹽的特點(diǎn)名 稱(chēng)硫代樹(shù)脂酸鹽硫醇鹽胺 鹽有機(jī)原料松香C12H25SHC7H15SH（C8H15O2）3（NH3）2優(yōu)點(diǎn)燒結(jié)膜穩(wěn)定化合物穩(wěn)定，成本低無(wú)嗅缺點(diǎn)容易引入雜質(zhì)，強(qiáng)烈臭味燒結(jié)膜不穩(wěn)定，有臭味

13、燒結(jié)膜不穩(wěn)定，化合物耐熱性差二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)漿 料厚膜Ag漿MOCAg漿組成Ag樹(shù)脂酸Ag銀含量/%60801530燒結(jié)后純度/%909595100比表面積（cm2/g）150220400500燒結(jié)后膜/m47.50.20.5方阻（m/）5100160絲焊性一般優(yōu)附著力一般優(yōu)成本高低表4 厚膜銀漿與MOC銀漿的對(duì)比二、銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)銀漿新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)4、銀漿無(wú)鉛化技術(shù) 燒結(jié)型銀漿的制備中需要玻璃粉末做為粘結(jié)相，而以往的玻璃粉末均含有大量的鉛，隨著電子產(chǎn)品無(wú)鉛化的要求，做為制作電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)材料（銀漿）也必須做到無(wú)鉛化。因此銀漿無(wú)鉛化技術(shù)也是目前發(fā)展的必然趨勢(shì)

14、。三、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況三、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況 銀漿的應(yīng)用在電子工業(yè)上非常廣泛，凡是制作電子元器件及其線(xiàn)路都與銀漿的應(yīng)用密切相關(guān)。銀漿的應(yīng)用具體如下： 1、作為厚膜集成線(xiàn)路中的布線(xiàn)及其連接的導(dǎo)電帶，外粘元器件的焊接引線(xiàn)連接，厚膜電阻端頭的引線(xiàn)連接，多層布線(xiàn)的跨接導(dǎo)體的連接。2、各種元器件的外電極，比如制作PTC、NTC、壓敏電阻器、圓片電阻器、蜂鳴片、太陽(yáng)能電池等元器件的外電極。三、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況三、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況3、片式化元器件的內(nèi)外電極，比如制作片式電阻、多層片式電感、片式微介質(zhì)陶瓷器件，多層LC濾波器等片式化元器件的內(nèi)外電極。這些技術(shù)的應(yīng)用使我們的

15、電子產(chǎn)品向薄層化、微小化方向發(fā)展。手機(jī)、液晶顯示器、PDP電視等就是應(yīng)用這些技術(shù)的典范。4、固化型銀漿作為碳膜電位器的端頭、膜片開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電線(xiàn)路、計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)的導(dǎo)電線(xiàn)路及其用于各種元器件的導(dǎo)電粘結(jié)。5、作為各種電磁場(chǎng)屏蔽的涂層材料。6、作為轎車(chē)除霜導(dǎo)熱帶。7、裝飾工業(yè)。四、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況況 我國(guó)對(duì)電子漿料的需求亦十分巨大，如國(guó)內(nèi)七十年代開(kāi)始研制片式電容器，八十年代開(kāi)始研制片式電阻器，而大量使用片式元件是近幾年才開(kāi)始的。九十年代后已引進(jìn)各類(lèi)電子器件生產(chǎn)線(xiàn)76條，發(fā)展到今天，加上合資及獨(dú)資生產(chǎn)線(xiàn)已有數(shù)百條。1994年，信息工業(yè)使用電子漿料部份產(chǎn)品情況為：生產(chǎn)瓷介電容

16、器(不含獨(dú)資和合資企業(yè))77.6億只，生產(chǎn)鉭電容器1.12億只，生產(chǎn)厚膜電阻及厚膜電位器6.2億只，生產(chǎn)獨(dú)石電容器1億只，共耗各類(lèi)漿料150多噸。而1995年全國(guó)需求集成電路產(chǎn)品15億多塊，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)3億多塊，需求分立器件125億只，電阻電位器260億只，電容器200億只，厚膜電路0.2億只，電聲器件8.5億只，傳感器1.66億只，氧傳感器技術(shù)改造自國(guó)家“九五”以來(lái)三年內(nèi)已耗用鉑漿430公斤；傳真機(jī)記錄感應(yīng)頭的生產(chǎn)也大約需要近1噸的樹(shù)脂酸金漿料?，F(xiàn)已有幾家元件廠(chǎng)組建了片式電容器和片式電感器生產(chǎn)線(xiàn)，目前就片式元器件不斷有新的生產(chǎn)線(xiàn)和新技術(shù)出現(xiàn)。近幾四、銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情銀漿在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中的用量情況況年，由于電子元器件工業(yè)是勞動(dòng)密集型生產(chǎn)企業(yè)，國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力市場(chǎng)成本較低，且國(guó)內(nèi)電子元器件的需求量相當(dāng)大，國(guó)外的電子元器件生產(chǎn)企業(yè)向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，臺(tái)灣的電子元器件企業(yè)也向大陸轉(zhuǎn)移，致使國(guó)內(nèi)的電子漿料需求不斷增大。 據(jù)20042005年市場(chǎng)調(diào)查，電磁波屏蔽用電子漿料需求900噸，薄膜開(kāi)關(guān)等低溫聚合物銀漿年需求140噸，轎車(chē)玻璃用