导电银浆的制备及用途性能研究

导电银浆的制备及用途性能研究

梁韵

广西壮族自治区产品质量检验研究院

摘要：随着电子技术的发展，对电子设备提出了轻、薄、多功能、智能化等技术要求，促使人们去开发更加先进价廉的电子元器件、电子线路板等制造技术。导电银浆产品集冶金、化工和电子技术于一体，就是一种高技术的电子功能材料。本文对银浆的制备、性能和用途进行了综述。

关键词：导电银浆；工艺制备；导电性能

Abstract：Withthedevelopmentofelectronictechnology，electronicequipmenttoputoutthelight，thin，multi-functional，intelligentandothertechnicalrequirements，tomakepeoplemoreadvanceddevelopmentcheapelectroniccomponents，electroniccircuitboardsandothermanufacturingtechnology.Conductivesilverpasteproductsmetallurgical，chemicalandelectronictechnologyinone，isakindofhightechnologyelectronicfunctionalmaterials.Thesilverpastepreparation，propertiesandapplicationsarereviewed.

Keywords：Conductivesilverpaste；Processforthepreparationof；Conductiveproperty

银浆系由高纯度的（99.9%）金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。导电银浆对其组成物质要求是十分严格的。其品质的高低、含量的多少，以及形状、大小对银浆性能都有着密切关系。下面就举出几个银浆的具体应用实例来帮助研究导电银浆。

一、环氧树脂–银粉复合导电银浆（印刷用）的制备

导电银浆是以全印制电子技术制作印制电路板的关键材料。此节研究了以环氧树脂为连结剂、自制超细银粉为填料、聚乙二醇等材料为添加剂的复合导电银浆配方及制备方法[1]。研究获得的最佳配方为：w（银粉）为70%~80%，其他各组分之间的质量比ζ（环氧树脂∶四氢呋喃∶固化剂∶聚乙二醇）=1.00：（2.00~3.00）：（0.20~0.30）：（0.05~0.10）。在最佳配方范围内，复合导电银浆室温固化后电阻率小于100Ω/cm，有机物挥发少，对环境友好，符合实际应用要求。

1.1导电银浆的制备

称取一定量的环氧树脂于烧杯中，用胶头滴管滴加四氢呋喃入烧杯，滴加同时搅拌，当树脂完全溶解后停止滴加，称取自制超细银粉于烧杯中，搅拌均匀，取微量聚乙二醇加入到混合物中，搅拌均匀即得银浆。

1.2实验结果分析

①银粉的含量：金属银粉在浆料中的含量直接决定银浆的导电性能。

②稀释剂用量：稀释剂用量过小，对树脂的溶解速度慢且易使浆料黏性偏大；稀释剂用量过大，不利于其挥发和银浆固化。

③固化剂用量：固化剂用量少，固化时间会极大地延长甚至很难固化；固化剂用量过多会影响银浆的导电性且不利于操作。

④聚二乙醇用量：作为活性添加剂的聚乙二醇，只用加入很少量就可以显著改善银浆的印刷性质；而聚乙二醇用量太多会造成材料浪费且会降低银浆的导电性。

研究发现，以环氧树脂为连结剂，自制超细银粉为导电填料，聚乙二醇为添加剂，以一定比例在室温条件下制备得到性能良好的复合导电银浆。该银浆具有能够室温固化，固化后线路的导电性能高，挥发性有机物少等特点，可应用于全印制电子技术之中。

二、无铅银浆烧结工艺与导电性能研究

2.1浆料成分对浆料电性能的影响

浆料中的各组分对烧结膜电性能都有不同的作用。当玻璃粉含量不变时，电阻率在一定范围内随着银粉的含量逐渐增加而降低。因为银是良导体。但是文献[2-4]表明，当银粉含量过大时，电阻率反而升高。因为银粉含量过大，玻璃粉含量不变，即浆料的固体含量过大，有机载体含量过低，那么浆料的黏度过大，流平性差，丝网印刷时，不易形成连续致密的银膜，故电阻率过大。当银粉含量不变时，电阻率在一定范围内随着玻璃粉含量的逐渐增加，电阻率逐渐升高，导电性能越差。在浆料烧结过程中，随着温度升高，玻璃粉熔融，由于毛细作用浸润并包裹银颗粒，银粉以银离子的形式溶解在熔融的玻璃相中[3]。当浆料中的玻璃粉含量很少时，银粉由于缺少液相而不能铺展在基板上，银粒子倾向于沿垂直方向生长，导致银粒子之间的接触变差[4]；当玻璃粉含量增加到某一值时，玻璃粉能够有效润湿银粉，使银粉充分铺展在基板上，银粒子沿水平方向生长，银粒子的接触更加紧密，能够有效形成导电网络。但文献[4]表明，当玻璃粉含量继续增加，多余的玻璃粉就会聚集在表面上，导致电性能下降，电阻率增加。同时，当玻璃粉含量过高时，有机载体的含量就越低，有机载体的含量直接影响到浆料的黏度，有机载体的含量越低，浆料的黏度越高，在印刷的过程中，浆料的流平性很差，不利于浆料分布均匀，银粉与玻璃粉容易成团聚态。

2.2保温时间对电阻率的影响

当保温时间过长时，玻璃粉过早进入软化状态，并且长时间的软化态玻璃会沉积于基板与银膜之间，而与银膜中的银粒子相脱离，导致银膜出现大量空洞，电阻率升高，导电性能较差。长时间较高温度的保温会导致银膜的氧化，这也是导致电阻率升高，导电性能降低的原因。

2.3烧结峰值温度对电阻率的影响

当烧结温度过高时，玻璃发生析晶，由于晶体不具备玻璃相的黏度和润湿性，玻璃粉未能起到包裹银粉并软化铺展作用，银粉颗粒之间由于缺乏玻璃粉的粘结作用而不能形成良好连接，烧结膜出现较多孔洞，导电性能较差。

所以用烧结法制备导电银浆，需要有合适的玻璃粉、有机载体配比，还需要有合适的烧结温度和保温时间。

综上所述，我们自己研发的银浆要想能达到高性能，必须从以上几个方面入手，这样我们才能真正做出与进口银浆相媲美的高性能产品。

参考文献：

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