銀漿系由高純度的(99.9% )金屬銀的微粒、粘合劑、溶劑、助劑所組成的一種機(jī)械混和物的粘稠狀的漿料
銀微粒。
金屬銀的微粒是導(dǎo)電銀漿的主要成份,薄膜開(kāi)關(guān)的導(dǎo)電特性主要是靠它來(lái)體現(xiàn)。金屬銀在漿料中的含量直接與導(dǎo)電性能有關(guān)。從某種意義上講,銀的含量高,對(duì)提高它的導(dǎo)電性是有益的,但當(dāng)它的含量超過(guò)臨界體積濃度時(shí),其導(dǎo)電性并不能提高。一般含銀量在80~90%(重量比)時(shí),導(dǎo)電量已達(dá)高值,當(dāng)含量繼續(xù)增加,電性不再提高,電阻值呈上升趨勢(shì);當(dāng)含量低于60%時(shí),電阻的變化不穩(wěn)定。在具體應(yīng)用中,銀漿中銀微粒含量既要考慮到穩(wěn)定的阻值,還要受固化特性、粘接強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性等因素制約,如銀微粒含量過(guò)高,被連結(jié)樹(shù)脂所裹覆的幾率低,固化成膜后銀導(dǎo)體的粘接力下降,有銀粒脫落的危險(xiǎn)。故此,銀漿中的銀的含量一般在60~70% 是適宜的。
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(shù)脂所占據(jù),從而對(duì)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(duì)導(dǎo)電性的影響,從上述情況來(lái)看,只是一種相對(duì)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(guò)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(guò)網(wǎng)孔,密集地沉積在承印物上,構(gòu)成飽滿的導(dǎo)電圖形。
銀微粒的形狀與導(dǎo)電性能的關(guān)系十分密切。從一般的印象出發(fā),都只是把微粒理解為球狀或近似球狀的顆粒。而用于制作導(dǎo)電印料的導(dǎo)電微粒以呈片狀、扁平狀、針狀的為好,其中尤以片狀微粒更為。圓形的微粒相互間是點(diǎn)的接觸,而片狀微粒就可以形成面與面的接觸,印刷后,片狀的微粒在一定的厚度時(shí)相互呈魚(yú)鱗狀重疊,從而顯示了更好的導(dǎo)電性能。在同一配比、同一體積的情況下,球狀微粒電阻為10-2 ,而片狀微??蛇_(dá)10-4。
當(dāng)玻璃粉含量不變時(shí),電阻率在一定范圍內(nèi)隨著銀粉的含量逐漸增加而降低。當(dāng)銀粉含量過(guò)大時(shí),電阻率反而升高。因?yàn)殂y粉含量過(guò)大,玻璃粉含量不變,即漿料的固體含量過(guò)大,有機(jī)載體含量過(guò)低,那么漿料的黏度過(guò)大,流平性差,絲網(wǎng)印刷時(shí),不易形成連續(xù)致密的銀膜,故電阻率過(guò)大。
當(dāng)銀粉含量不變時(shí),電阻率在一定范圍內(nèi)隨著玻璃粉含量的逐漸增加,電阻率逐漸升高,導(dǎo)電性能越差。在漿料燒結(jié)過(guò)程中,隨著溫度升高,玻璃粉熔融,由于毛細(xì)作用浸潤(rùn)并包裹銀顆粒,銀粉以銀離子的形式溶解在熔融的玻璃相。當(dāng)漿料中的玻璃粉含量很少時(shí),銀粉由于缺少液相而不能鋪展在基板上,銀粒子傾向于沿垂直方向生長(zhǎng),導(dǎo)致銀粒子之間的接觸變差。當(dāng)玻璃粉含量增加到某一值時(shí),玻璃粉能夠有效潤(rùn)濕銀粉,使
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(huì)朝著使用工藝更簡(jiǎn)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(shì)。
電子工業(yè)的快速發(fā)展,加上、勞動(dòng)力等方面的優(yōu)勢(shì),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(gè)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(shuí)能網(wǎng)羅人才、投入更多資金,建立國(guó)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(chǔ)量而言,并不存在供需方面的嚴(yán)重問(wèn)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(wèn)題。在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),電子、電氣方面的應(yīng)用仍是銀重要的消耗方面。
銀粉按照粒徑分類(lèi),平均粒徑<0.1μm(100nm)為納米銀粉; 0.1μm< Dav(平均粒徑) <10.0μm為銀微粉;Dav(平均粒徑)> 10.0μm為粗銀粉。粉末的制備方法有很多,就銀而言,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(guò)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(shí)密度、晶粒大小、結(jié)晶性等),對(duì)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)。
電子工業(yè)用銀粉
根據(jù)銀粉在銀導(dǎo)體漿料中的使用?,F(xiàn)將電子工業(yè)用銀粉分為七類(lèi):
①高溫?zé)Y(jié)銀導(dǎo)電漿料用高燒結(jié)活性銀粉;
②高溫?zé)Y(jié)銀導(dǎo)電漿料用高分散銀粉;
③高導(dǎo)電還原銀粉、電子工業(yè)用銀粉;
④光亮銀粉;
⑤片狀銀粉;
⑥納米銀粉;
⑦粗銀粉類(lèi)統(tǒng)稱(chēng)為銀微粉(或還原粉);
⑥類(lèi)銀粉在銀導(dǎo)體漿料中應(yīng)用正在探索過(guò)程中;
⑦類(lèi)粗銀粉主要用于銀合金等電氣方面 。
白銀,即銀,因其色白,故稱(chēng)白銀,與黃金相對(duì)。多用其作及裝飾品。古代做通貨時(shí)稱(chēng)白銀。純白銀顏色白,摻有雜質(zhì)金屬光澤,質(zhì)軟,摻有雜質(zhì)后變硬,顏色呈灰、紅色。