电子浆料得性能与质量控制

1、电子浆料性能及测定方法电子浆料就是各种功能材料均匀混合得膏状材料 , 一般通过丝网印刷实现转移 , 形成不同功能得元件或电路单元。 丝网印刷形成得印刷膜经流平、 烘干、烧结（ 或固 化）生成得烧结膜 （ 或固化膜 ）层厚度比薄膜溅射工艺生成得薄膜厚得多 , 所以, 丝网 印刷工艺及其后续烧结工艺等统称厚膜工艺 , 电子浆料也称厚膜电子浆料。电子浆料得物理特性有色调、细度、粘度、密度、固体含量、单位印刷面积、 气味等。电子浆料得电性能由烧结膜体现 , 电阻浆料主要考察烧结膜电阻率与对温度、 电 压得稳定性等 , 有方阻、温度系数、电压系数、静噪音、短暂过负荷、恒温存放、湿 热存放等具体指标。 介

2、质浆料烧结膜就是绝缘体 , 主要考察介电常数、 介电损耗、抗 电压强度 （也称击穿电压 ） 、耐酸碱盐雾、耐候性等。导体浆料烧结膜要求有良好得 导电性、抗焊料浸蚀性、焊料浸润性、优良得附着力、老化附着力等。电子浆料与基体共同发挥作用 ,与基体得匹配非常重要。 匹配性与附着强度、 膜 层致密程度、 电性能得稳定性密切关联。 从这些意义上讲 ,电子浆料得应用就是实验 性应用 ,所以国际上著名电子浆料生产企业 ,在出厂报告中言明 :“本报告所列数据就 是本公司在实验室测得得 ,用户使用前必须有充分得验证 ,本公司不对应试验而未试 验产生得不良后果负责。 ”1、颗粒细度得测定颗粒细度 FOG（fine

3、ness of grain） 就是电子浆料得重要参数。金属粉末、金属 氧化物粉末、金属盐类导电材料、 玻璃粉体材料等都具有一定得聚附粘合强度 , 在电 子浆料生产中 , 依靠三辊轧机辊间剪切力得作用 , 将颗粒聚集体分散为高度均匀状态 理想状态就是形成单个颗粒得均匀分散体系。因此 , 严格控制 FOG有, 助于消除由大 颗粒阻塞丝网而造成得印刷不良 ,有助于提高膜层质量、降低膜层内部缺陷 , 有助于 提高耐电压特性 ,改善温度系数 , 有助于浆料稳定性、一致性、重现性得提高等。采用刮板细度计来实施辊轧工序得质量控制 , 在辊轧符合工艺规范得情况下 ,当 FOG达到规定值时,辊轧工序才算完结。

4、操作人员应使刮板在恒定得角度速度与负荷 下运动, 保证数据准确、细度高、重现性更好。2、粘度得测定测量粘度就是测量在模拟印刷条件下 ,各种不同剪切下浆料得流动性。 在浆料生 产中, 质量控制部门采用检测粘度来控制浆料载体与有机系统。一般来说, 一层液体对另一层液体作相对平流时所受得阻力称为内摩擦力。 对厚 膜膏状浆料这一种非牛顿流体体系 , 设克服非牛顿粘度所需要得切向力 （也称屈服点 时得力）为 F0 , 两层液体间得距离为 x,相对流动速度为 u,内摩擦力 F 可由下式给 出:式中 A 表示接触面积 ,du/dx 表示速度梯度 , 表示粘度 , 也称粘度系数。 值 大小与环境温度、湿度、转

5、子大小、转动速度有关。用国际通用 Brookfield 旋转粘度计测定流体处于稳流状态下得粘度 , 可直接读 出粘度数据。粘度值与测试条件 （温度、转子、转速）密切相关, 必须一并给出才有意 义。3、烧结膜厚 H 得测定电子浆料经印刷流平烘干烧结成为一定特性得烧结膜。厚膜电路性能与烧结膜 厚密切相关。将实测值换算成标准膜厚下得特征值 , 使电子浆料得性能具有可比性。公司对各种浆料规定了具体得标准膜厚。采用表面形貌分析仪 ,让石英探针走过烧结膜表面 , 从记录仪记录在纸带得图形 研究基准平面与膜表面得相对位置 ,并经一定方法处理 (通常用割补法 ), 即得烧结膜 厚 h 、公司得表面形貌分析仪还

6、可兼做表面或瓷基体得表面粗糙度分析。4、方阻 (Rs)得测定导电浆料烧结膜得膜电阻率用方阻 Rs 表示。由欧姆定律知 :式中表示体电阻率 ,L 、W、H依次表示膜电阻得长、宽、厚。当 H一定时 , 令式 中: , Rs即为导电材料 H 膜厚下得面电阻率。令 ,n 称为方数 , 则,显然 ,Rs 表示方数为 1 时得电阻值 , 称作方阻。当浆料确定 ,标准膜厚下得方阻值为一常数 , 它代表着该种浆料得固有属性。标准膜厚下得方阻可有实测方阻及膜厚换算 :5、温度系数 (TCR) 得测定对一定得导电浆料规定有具体得印刷图形 , 负温度系数得测定范围 -55 +25, 正温度系数得测量范围 +25 +

7、125、温度系数通过 计算得出 , 单位 ppm/。它反映了在测试范围内阻值随温度得平均变化率。式中 R1为 25时得电阻值 ,R2为+125（ 或-55） 时得电阻值6、电压系数 （VCR） 得测定电阻浆料得中高阻 （10K/ 以上 ）一般需实施电压系数得测量。如 Dupont1700 系列电阻浆料 ,电阻图形 1mm×1mm激, 光调阻至 1、5 倍得平均阻值,电压范围 5V 50VDC,单位: ppm/V/mm宏星 R-4800系电阻浆料测定电压系数 ,电阻图形 2mm×2mm,U2=V额定,U1=0、1 V额 定, 按计算电压系数。7、额定电压设定电阻图形 1mm&

8、#215;1mm,25下施加能够引起电阻阻值变化 0、1%得电压,连续 5 秒 钟。该电压实为短暂过负荷电压。 将短暂过负荷电压按 40%折算, 即得标准工作电压。 意味着, 该浆料在规定烧结膜厚时 , 每毫米长度上可长期承受得电压。7、最大额定耗散功率电阻图形 1mm×1mm,最大额定耗散功率 =8、电阻浆料高压负荷试验宏星 R-4800系列电阻浆料烧结膜样品 ,1x1mm图形,在 40,二倍标准工作电压 下（ ,二倍标准工作电压 最大至 1000V ）试验 2 小时, 测定其施加电压前后阻值得漂移量 与漂移率 , 借以评价负荷寿命。9、稳态湿热试验与恒温存放湿热试验条件 :40

9、,90-95%RH（优选 93%RH）,长期存放。恒温存放温度 :25或 125,长期存放。长期试验 （或存放） 时间为 96h、500h、1000h 或根据实际要求而定。10、电阻浆料噪音得测定通过一直流电源往被测电阻上 （1mm×1mm图形）加一定数值得电压 , 电阻器两端 得直流电压由电压表测量 , 交流噪音经放大滤波并由热线式仪表测出。 所测出得噪音 包括系统噪音与总噪音 , 从总噪音中去除系统噪音 ,可得电阻本身噪音指数值。单位 db、11、导体浆料得附着力得测定导体浆料得附着力就是表示导体膜与基体结合力得物理量。通常有垂直拉力或 剥离拉力两种表示方法。导体膜图形 2mm&

10、#215;2mm用, 63Sn/37pb焊锡上引线 ,在1605HTP 拉力试验机上测量 ,可得导体膜层得附着力。也可换算成每平方毫米上得附着力 , 单 位 N/mm2、老化附着力反映附着力受温度得影响程度 , 就是导体浆料一项重要应用指标 , 将 焊上引线得样品在 150下老化 24h后实施附着力测量 , 即得老化附着力数据宏星浆料公司一般测量剥离拉力。12、导体浆料抗焊料浸蚀性得测定焊料在熔融状态下 , 对导体膜表面有一定得浸蚀作用 , 形成锡银合金而溶于焊锡 中,影响导体膜得导电性、附着力等。一般用 63Sn/37Pb焊料,230 熔融状态下 ,将导体膜浸入 , 每次 10秒钟,一次或

11、多次, 直至导电性能发生较大变化时 （60 ×0、6mm阻, 值2、5）停测。根据浸入次数衡 量导体膜得抗焊料浸蚀能力。不同得导体浆料有不同得指标要求。焊锡不同有不同得熔融温度 ,宏星采用 Sn96、5/ Ag3/Cu0 、5 无铅焊锡 ,熔融温 度 250-270,抗焊料浸蚀指标会有下降 , 这就是正常现象。13、导体浆料焊料浸润性得测定制备 10mm×10mm得导体膜于瓷基体上 , 夹持瓷基体本悬浮于 230熔锡液表面 , 再将标准锡柱 （63Sn/37Pb 焊锡柱 4、0×2、85mm垂） 直放置于导体膜中央 ,10 秒钟 后,取下基片 ,放凉。用游标卡尺测量扩散直径。扩散直径愈大 , 则愈易被焊料浸润。14、隔离介质浆料介电常数得测定隔离介质浆料介电常数、介电损耗越小越好 ,抗电击穿能力越强越好。基体 :96%AL2O3 20mm ×15mm×1mm电极: 上下均为宏星 C-1204或C-1205等,有效面积 5mm×5mm三, 明治结构 ,中间为介质膜层,上下电极必须对好 , 保证电容有效面积测定: 用仪器测出介质膜厚 h,电容量 C数据, 用下述公式计算介电常数式中 0为真