粘合劑又稱結合劑,是導電銀漿中的成膜物質(zhì)。在導電銀漿中,導電銀的微粒分散在粘合劑中。在印剜圖形前,依靠被溶劑溶解了的粘合劑使銀漿構成有一定粘度的印料,完成以絲網(wǎng)印刷方式的圖形轉(zhuǎn)移;印刷后,經(jīng)過固化過程,使導電銀漿的微粒與微粒之間、微粒與基材之間形成穩(wěn)定的結合。這是結合劑的雙重責任。結合劑通常采用合成樹脂,它是高分子的聚合物。合成樹脂可分為熱固型和熱塑型兩大類。熱固性樹脂,如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。它們的特征是在一定溫度下固化成形后,即使再加熱也不再軟化,也不易溶解在溶劑中。熱塑性樹脂因其分子間相對吸引力較低,受熱后軟化,冷卻后則恢復常態(tài)。熱塑性聚合物樹脂由于鏈與鏈之間容易相對移動的原因,表現(xiàn)出具有可撓性。結合劑的樹脂一般都是絕緣體,由于粘合劑本身并不導電,若不在一定溫度下固化,導電微粒則不能形成緊密的連接。不同的樹脂加入同一種導電物質(zhì),固化成膜后,其導電性能各不相同,這與粘合劑樹脂凝聚性有關。導電銀漿對結合劑樹脂的選擇,有多方面的考慮。不同結合劑的粘度、凝聚性、附著性、熱特性等有較大的差異。導電銀漿的制造者對于導電銀漿所作用的基材、固化條件、成膜物的理化特性都需要統(tǒng)籌兼顧。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展,厚膜導體漿料也隨之發(fā)生不斷更新的發(fā)展,作為二十一世紀主要發(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。
從技術的角度,為適應電子機器不斷輕、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、可靠性更高、更低成本化發(fā)展,也就是大程度的發(fā)揮銀導電性和導熱性的優(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、電氣方面的應用仍是銀重要的消耗方面。
導電銀漿分為兩類:
①聚合物銀導電漿料(烘干或固化成膜,以有機聚合物作為粘接相);
②燒結型銀導電漿料(燒結成膜,燒結溫度>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。構成銀導體漿料的三類別需要不同類別的銀粉或組合作為導電填料,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)銀導電性和導熱性的大利用,關系到膜層性能的優(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、反應條件的控制、界面活性劑的使用,可以制備不同物理化學特性的銀微粉(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、結晶性等),對還原粉進行機械加工(球磨等)可得光亮銀粉(polished silver powder),片狀銀粉(silver flake)。
目前使用大的幾種銀漿包括:
1、PET為基材的薄膜開關和柔性電路板用低溫銀漿;
2、單板陶瓷電容器用漿料;
3、壓敏電阻和熱敏電阻用銀漿;
4、壓電陶瓷用銀漿;
5、碳膜電位器用銀電極漿料;
低溫常溫固化導電銀膠主要應用:具有固化溫度低,粘接強度、電性能穩(wěn)定、適合絲網(wǎng)印刷等特點。適用于常溫固化焊接場合的導電導熱粘接,如石英晶體、紅外熱釋電探測器、壓電陶瓷、電位器、閃光燈管以及屏蔽、電路修補等,也可用于無線電儀器儀表工業(yè)作導電粘接;也可以代替錫膏實現(xiàn)導電粘接。
導電銀漿性能指標
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
導電性銀漿是指印刷于導電承印物上,使之具有傳導電流和排除積累靜電荷能力的銀漿,一般是印在塑料、玻璃、陶瓷或紙板等非導電承印物上。
印刷方法很廣,如絲網(wǎng)印刷、凸版印刷、柔性版印刷、凹版印刷和平板印刷等均可采用。可根據(jù)膜厚的要求而選用不同的印刷方法、膜厚不同則電阻、阻焊性及耐摩擦性等亦各異。這種銀漿有厚膜色漿和樹脂型兩種。前者是以玻璃料為黏合劑的高溫燒成型,后者是以合成樹脂為黏合劑的低溫干燥或(UV、EB)固化型的絲網(wǎng)銀漿。
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