近年來,國內電子、光伏等行業發展迅速,電子設備元器件的超大規模集成化、數字化、輕量化及小型化日益受到科研人員的重視。作為微電子器件制造的關鍵基礎材料之一,導電銀漿在航空航天、醫療衛生、工業生產等領域有著廣泛的應用。
微電子器件制造所采用的導電銀漿使印刷制備的電路器件或導線在常溫常濕的環境下能夠穩定工作。導電銀漿經過絲網印刷在基底上形成幾微米至幾十微米厚的電路圖案,再通過干燥、燒結等工藝使得粘結相顆粒熔融連接,印刷導線致密化,漿料中的導電相顆粒連接,最終形成所需的功能電路。

一、導電銀漿的組成
大多數導電銀漿是一種主要由導電相(銀)、粘結相、有機載體三部分按一定比例混合并均勻分散的膏狀材料,有些電子漿料還會加入一些助劑以改善性能,具體如下:
1.有機載體:電子漿料中的有機載體的粘度、流平性嚴重影響著電子漿料的流變特性、印刷性能及漿料與基材的附著強度。另外,觸變劑、活性劑、膠凝劑、流平劑、消泡劑等添加劑可以改變有機載體的性能,合適的有機載體可以幫助電子漿料的性能得到質的提升。
2.粘結相:有機粘結相常用于低溫燒結電子漿料,無機玻璃型粘結相常用于高溫燒結電子漿料,玻璃型粘結相主要成分是一些金屬及其氧化物。粘結相在電子漿料中的作用是提高導電膜層的導電性能及機械性能,保證導電膜層與基材的結合強度。
3.導電相:導電銀漿的導電相是銀,在銀顆粒燒結過程中相互連接形成導電網絡,賦予了導電銀漿導電性能。除了銀粉,電子漿料最常用的導電相是碳、金屬粉末和金屬氧化物,金屬粉末—Cu、Ni、Zn、Al、Au等導電性能優異。
導電銀漿從固化方式分類可分為燒結型導電銀漿、低溫固化導電銀漿、自干熱塑型導電銀漿,下面將做具體介紹:
燒結型導電銀漿
燒結型電子漿料以銀粉作為導電相、玻璃粉作為粘結相、有機溶劑及其他助劑混合作為有機載體混合制,此類導電銀漿燒結成膜,燒結溫度一般>500度。
選用導電相粉粒徑為1~25μm球形顆粒,粒徑太小容易氧化,粒徑太大會造成絲網印刷困難;選用低熔點無鉛鎘玻璃粉,有助于提高漿料導電性及漿料與基材的結合強度;有機溶劑選用松油醇、乙基纖維素、聚乙烯醇、乙酸乙酯、偶聯劑等其他助劑,60~100℃熱熔有機溶劑制備有機載體,有機載體應具有良好的粘度。燒結型導電銀漿體系可見圖:

燒結型導電銀漿的應用:
主要應用于陶瓷、玻璃等高溫的絕緣基板。這類導電銀漿較多的應用于電位器、厚膜電路等承載物可耐高溫的電子元器件。
低溫固化導電銀漿
低溫固化導電銀漿是由銀粉、高分子有機聚合物體系、有機溶劑和添加劑組成。將上述組分混合均勻、配制成粘稠漿體,通過絲網印刷工藝制成,低溫固化(一般<300℃)得到與基材附著良好的線路導線。
低溫固化導電銀漿主要為環氧固化劑體系,有少量的熱引發的自由基聚合體系以及有機硅加成體系,其體系如下圖:

低溫固化導電銀漿的應用:
低溫固化導電銀漿的主要特點是固化溫度低,粘接強度高,電性能穩定,適合絲網印刷。它適用于低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導電粘接。
自干熱塑型導電銀漿
自干熱塑型導電銀漿主要的連接料為熱塑型樹脂,如:飽和聚酯樹脂、聚酯型聚氨酯等,無需添加固化劑及玻璃相,添加助劑使漿料具有更好的印刷適性、更好的流平性和分散性或更佳的固化條件等,其體系如圖:

自干熱塑型導電銀漿主要應用:
線路板上的修補,相對于低溫固化和燒結型的導電銀漿成本價格較低。
二、導電銀漿發展趨勢
導電銀漿作為電子信息工業的基礎材料,一直以高質量、高效益、技術先進等特點廣泛應用于航空、化工、印刷、建筑以及軍事等各個領域。
隨著電子信息產業的迅速革新和發展,導電銀漿產業也以迅猛的速度發展,各行各業對漿料性能的要求也變得越來越高。目前漿料導電相正逐漸從單一成分向復合成分轉變,黏結相和液體載體在增強漿料力學性,流變性等特性的同時也正向高導電性、良好的環保性等方面發展。
開發新型環保型高性能低成本漿料是當前社會發展的必然要求。因此,開發高性能賤金屬導電相,碳系導電相,低熔點金屬黏結相以及水基載體都將成為熱點方向。
