银浆新技术应用及用量PPT课件

1、1234银浆的种类和发展概银浆的种类和发展概况况银浆新技术的发展趋银浆新技术的发展趋势势银浆在国内市场中的用量情况银浆在国内市场中的用量情况银浆在国内市场中的用量情银浆在国内市场中的用量情况况第1页/共24页一、银浆的种类和发展概况银浆的种类和发展概况 自1948年世界上第一晶体管发明以来，电子技术进入了一个崭新的阶段即微电子技术阶段。整个微电子技术中最基本的重要材料之一就是贵金属电子浆料，又称为厚膜浆料。贵金属电子浆料在电子器件的制造过程中有举足轻重的地位，通常用丝网印刷将贵金属电子浆料均匀地涂布到器件所需要涂布的表面上，经过烘干烧结（固化）形成一种致密的膜层，而且印刷的厚薄易于控制，可以印

2、刷复合贵金属，也可以印刷多层贵金属。因此贵金属电子浆料技术是现代电子技术的一个重要组成部分。银浆是电子浆料最重要和需求量最大的一种。银浆通常使用银粉、无机添加物及有机载体等组成。银浆按使用条件又可分为固化型银浆（300）和烧结型银浆（500）。第2页/共24页一、银浆的种类和发展概况银浆的种类和发展概况 固化型银浆通常是导电相、有机树脂、有机溶剂和添加剂组成，它通过丝网印刷（涂覆）在基板上，经过一定温度固化，溶剂挥发，树脂与基板附着，并且形成一个导电网络，使线路导电固化型银浆制备的主要工艺流程如下： 片状银粉 超细银粉 添加物 配料 轧浆 质检 成品 有机树脂 溶剂图12.10-2 固化型银浆

3、的制备工艺流程 第3页/共24页一、银浆的种类和发展概况银浆的种类和发展概况 银超细粉末 玻璃粉、氧化物溶剂 配料 轧浆 质检 成品 有机载体树脂图12.10-1 银导体浆料的制备工艺流程烧结型银浆一般是超细银粉、玻璃粉、添加剂、有机粘合剂调合而成，烧结型银浆制备的主要工艺流程如下：第4页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势 由于银价的不断攀升，特定材质的限制、纳米技术的应用以及电子产品无铅化的要求，银浆新技术日新月异，朝着低温化、薄层化和无铅化的方向发展。银粉是制备银浆的最重要的基础材料，制备出银粉的各项性能直接影响到所得银浆的各项性能指标，通常制备银浆的银粉主要有片状银粉

4、及超细银粉。制备超细银粉常用的方法有化学还原法、热物理法和热物理化学法等。片状银粉通常是在超细银粉基础上，通过机械加工制备出来的，也有用化学还原法和电解法来制备的。在银浆的配制中要严格控制银粉的纯度、杂质含量和粉体特性（比如：比表面积、密度、粒度、粒度分布和形貌）。第5页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势1、银粉的制备技术：化学还原法 在水溶液或有机溶剂中，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙烯醇（PVA）等高分子聚合物的保护下，将银盐进行化学还原，可得到大小和形状可控制的银粉。通过调节高分子聚合物、还原剂、银盐的浓度、反应物的种类以及反应过程，可以控制银粉的大小和形状。如将Ag

5、NO3、KAg(CN)2)等银盐，用水合肼、甲酸、三乙醇胺、甲醛、甲酸钠、丙三醇、草酸、维生素C等还原，控制反应条件可得到大小和形状可控制的银粉。热物理法 将银在高温下蒸发，蒸气在惰性气体中冷却，成核和生长，得到银粉 热物理化学法 将Ag2CO3在一定温度下分解为Ag2O,再通入H2，把Ag2O还原成银粉。利用类似方法也可得到其它粉末。第6页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势 银粉的制备技术朝着控制粉末粒度分布、形貌、粒径大小及纳米化技术的方向发展，现国内外在此方面的发展还是有较大的差距，国内外银粉的性能指标如下： 表1 国内企业生产的超细银粉的性能指标牌号比表面m2/g振

6、实密度g/cm3松装密度g/cm3平均粒径m粒度分布mD10D50D90FAgH-11.52.82.02.51.01.40.180.7/SAg-753.57.03.03.50.81.20.10.2/FAgH-x1.22.51.24.80.73.80.51.0/oocp-031.11.72.54.0/0.81.22.5oocp-100.61.12.84.2/1.02.04.0Ag-05341.53.01.01.80.048/Ag-071.52.02.03.01.52.50.51.5/Ag-080.21.02.54.01.52.51.02.0/F-Ag-011.31.52.01.121.50.5/

7、F-Ag-021.91.21.80.91.50.1/F-Ag-031.11.01.51.01.0/第7页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势表2 国外企业生产的超细银粉的性能指标牌号比表面m2/g振实密度g/cm3SEM粒径m粒度分布mD10D50D90Ag70001.42.02.54.50.10.50.20.80.71.10.91.8AgSP1070.62.03.55.50.50.61.53.5AgSPF1310.41.62.55.5/1.53.06.0SFC20ED0.31.02.05.0/1.02.55.0SPC0.51.350.61.5/4.510.020.0S700

8、0-241.03.62.64.2/0.30.51.0S7000-140.82.03.24.6/0.71.01.5SP300010.41.43.33.7/1.62.55.0SPK-1502.530.980.572.75.19.6SPQ-1000.771.471.104.18.312.7SPS-1001.621.850.601.44.48.1SPK-150ED2.041.960.500.30.61.2SPQ-100ED0.732.631.20.93.07.4第8页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势图1超细银粉的SEM图第9页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势

9、 由于纳米粉末制备技术的不断完善，用纳米银粉末代替微米银制作电子浆料，也是银浆发展的一个新方向。用纳米银粉代替现在市场上使用的微米银粉有许多好处：用纳米银粉所生产的电子浆料的颗粒更小（调浆时其它材料也必须是纳米级的），丝网印刷可适用于更大目数的丝网，从而得到致密程度更好的表面涂层。电子浆料颗粒越小，丝网操作的工效就越高；在银浆料中用纳米粉银粉代替微米银粉，可减少银用量，降低生成成本；由于纳米颗粒的熔点通常低于粗晶粒物体，因此用纳米粉末制成电子浆料，烧结温度一般低于传统电子浆料，这就降低了对基片材料的耐高温性能的要求。据德国不来梅应用物理所的一项专利称，用纳米银粉代替微米银粉制成的导电胶，可以节

10、省银量50%，用这种导电胶焊接金属与陶瓷，涂层不需太厚，而且涂层表面平整。第10页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势2、银浆的低温化技术 由于基板使用条件的限制和节能的要求，银浆朝着低温化发展。低温固化的温度越来越低，甚至达到常温下固化和紫外光固化。而这些固化条件除了银粉以外主要是由树脂和溶剂来决定。现今化工树脂材料及溶剂材料不断推出新的技术，从而推动了银浆低温化技术的发展。第11页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势3、树脂酸盐浆料技术 树脂酸盐浆料是由基料金属（Au、Ag、Pt、Pd、Ru、Rh、Ir等）和添加剂金属的金属有机化合物、树脂、助溶剂和载体

11、组成，其制备工艺类似其它浆料。添加剂金属有机化合物常用于各种厚膜浆料的改性剂，改性作用主要有抗氧化、粘结或其他性能的改性等。树脂酸盐（MOC）浆料的制备流程见图6。 第12页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势Ag的MOC浆料Ag金属 有机化合物 添加剂用金属 溶 解 溶 解 反 应 反 应 树指酸Ag 添加剂树脂酸盐 溶解或稀释 溶解或稀释 溶剂（松节油） 混 合浆 料图12.10-4 MOC浆料的制备流程示意图第13页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势树脂酸盐（MOC）浆料具有以下优点： 分散性好，膜层厚膜可小于微米；纯度高，几乎与所有陶瓷相兼容；厚膜

12、致密度高，表面平滑平整；附着强度高；烧结温度低；可镀和可焊性好；电性能好，稳定性高；可加入感光剂进行光刻；细线分辨率高，易于制作小于50m的线条；成本低，价格便宜。第14页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势 CTS公司在20世纪60年代就开始用Ru、Rh、Ir等树脂酸盐制备电阻，2-世纪80年代开始了Au的MOC研究，使树脂酸盐浆料进入了实用化阶段。在Au的MOC浆料中，硫代树脂酸盐、硫醇盐及胺盐已广泛用于热印头，用于传感器、片式电阻、各种高密度电路的制造。三种体系各具特点，如表12.10-35树脂酸盐的特点。表12.10-36厚膜金浆与MOC金浆的对比。 第15页/共24

13、页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势表3 树脂酸盐的特点名 称硫代树脂酸盐硫醇盐胺 盐有机原料松香C12H25SHC7H15SH（C8H15O2）3（NH3）2优点烧结膜稳定化合物稳定，成本低无嗅缺点容易引入杂质，强烈臭味烧结膜不稳定，有臭味烧结膜不稳定，化合物耐热性差第16页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势浆 料厚膜Ag浆MOCAg浆组成Ag树脂酸Ag银含量/%60801530烧结后纯度/%909595100比表面积（cm2/g）150220400500烧结后膜/m47.50.20.5方阻（m/）5100160丝焊性一般优附着力一般优成本高低表4 厚膜银浆与M

14、OC银浆的对比第17页/共24页二、银浆新技术的发展趋势银浆新技术的发展趋势4、银浆无铅化技术 烧结型银浆的制备中需要玻璃粉末做为粘结相，而以往的玻璃粉末均含有大量的铅，随着电子产品无铅化的要求，做为制作电子产品的基础材料（银浆）也必须做到无铅化。因此银浆无铅化技术也是目前发展的必然趋势。第18页/共24页三、银浆在国内市场中的用量情况三、银浆在国内市场中的用量情况 银浆的应用在电子工业上非常广泛，凡是制作电子元器件及其线路都与银浆的应用密切相关。银浆的应用具体如下： 1、作为厚膜集成线路中的布线及其连接的导电带，外粘元器件的焊接引线连接，厚膜电阻端头的引线连接，多层布线的跨接导体的连接。2、

15、各种元器件的外电极，比如制作PTC、NTC、压敏电阻器、圆片电阻器、蜂鸣片、太阳能电池等元器件的外电极。第19页/共24页三、银浆在国内市场中的用量情况三、银浆在国内市场中的用量情况3、片式化元器件的内外电极，比如制作片式电阻、多层片式电感、片式微介质陶瓷器件，多层LC滤波器等片式化元器件的内外电极。这些技术的应用使我们的电子产品向薄层化、微小化方向发展。手机、液晶显示器、PDP电视等就是应用这些技术的典范。4、固化型银浆作为碳膜电位器的端头、膜片开关的导电线路、计算机键盘的导电线路及其用于各种元器件的导电粘结。5、作为各种电磁场屏蔽的涂层材料。6、作为轿车除霜导热带。7、装饰工业。第20页/

16、共24页四、银浆在国内市场中的用量情银浆在国内市场中的用量情况况 我国对电子浆料的需求亦十分巨大，如国内七十年代开始研制片式电容器，八十年代开始研制片式电阻器，而大量使用片式元件是近几年才开始的。九十年代后已引进各类电子器件生产线76条，发展到今天，加上合资及独资生产线已有数百条。1994年，信息工业使用电子浆料部份产品情况为：生产瓷介电容器(不含独资和合资企业)77.6亿只，生产钽电容器1.12亿只，生产厚膜电阻及厚膜电位器6.2亿只，生产独石电容器1亿只，共耗各类浆料150多吨。而1995年全国需求集成电路产品15亿多块，国内生产3亿多块，需求分立器件125亿只，电阻电位器260亿只，电容

17、器200亿只，厚膜电路0.2亿只，电声器件8.5亿只，传感器1.66亿只，氧传感器技术改造自国家“九五”以来三年内已耗用铂浆430公斤；传真机记录感应头的生产也大约需要近1吨的树脂酸金浆料。现已有几家元件厂组建了片式电容器和片式电感器生产线，目前就片式元器件不断有新的生产线和新技术出现。近几第21页/共24页四、银浆在国内市场中的用量情银浆在国内市场中的用量情况况年，由于电子元器件工业是劳动密集型生产企业，国内劳动力市场成本较低，且国内电子元器件的需求量相当大，国外的电子元器件生产企业向国内转移，台湾的电子元器件企业也向大陆转移，致使国内的电子浆料需求不断增大。 据20042005年市场调查，电磁波屏蔽用电子浆料需求900吨，薄膜开关等低温聚合物银浆年需求140吨，轿车玻璃用银浆8吨，钽电容器用银浆12吨，太阳能电池生产线