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械混和物的粘稠狀的漿料
銀微粒。
金屬銀的微粒是導電銀漿的主要成份,薄膜開關的導電特性主要是靠它來體現(xiàn)。金屬銀在漿料中的含量直接與導電性能有關。從某種意義上講,銀的含量高,對提高它的導電性是有益的,但當它的含量超過臨界體積濃度時,其導電性并不能提高。一般含銀量在80~90%(重量比)時,導電量已達高值,當含量繼續(xù)增加,電性不再提高,電阻值呈上升趨勢;當含量低于60%時,電阻的變化不穩(wěn)定。在具體應用中,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、粘接強度、經(jīng)濟性等因素制約,如銀微粒含量過高,被連結樹脂所裹覆的幾率低,固化成膜后銀導體的粘接力下降,有銀粒脫落的危險。故此,銀漿中的銀的含量一般在60~70% 是適宜的。
粘合劑又稱結合劑,是導電銀漿中的成膜物質。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,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。
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)。
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??筛鶕?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。
導電銀漿由導電性填料、黏合劑、溶劑及添加劑組成。導電性填料使用導電性好的銀粉和銅粉,有時也用金粉、石墨、炭黑(現(xiàn)已有的導電炭黑)、碳素纖維、鎳粉等。用作黏合劑的合成樹脂有環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂等。容積是溶解這些樹脂的絲網(wǎng)銀漿用的中沸點(120-230℃)溶劑。另外,根據(jù)需要加入分散劑、滑爽劑等添加劑。導電銀漿要求的特性有:導電性(抗靜電性)、附著力、印刷適性和耐溶劑性等。
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