《厚膜导体材料》课件

厚膜导体材料简介厚膜导体材料是一种新型电子材料,通过特殊的制备工艺形成具有良好导电性的薄膜层。这种材料在电子器件制造、电磁屏蔽等领域有着广泛应用前景。让我们一起了解它的特点和应用。导言课程概述本课程将深入探讨厚膜导体材料的分类、性能特点及其在各领域的广泛应用。通过系统学习，帮助同学们全面了解这一重要的电子材料。厚膜技术的重要性厚膜技术作为一种重要的电子集成技术,在电子产品的生产制造中发挥着至关重要的作用。掌握厚膜导体材料的知识对于电子工程师至关重要。课程目标系统掌握厚膜导体材料的分类及特点深入了解主要厚膜导体材料的成分、性能及制备工艺掌握厚膜导体材料在电子产品中的广泛应用厚膜技术概述厚膜技术是一种基于浆料的电子电路制造工艺,通过在基板上涂覆厚度在1-100微米之间的各种功能性浆料,经过烧结等后处理工艺形成电子电路元器件的一种新兴技术。相比于传统的薄膜技术,厚膜技术具有成本低、制造简单、厚度可调、材料选择范围广等优点。厚膜导体材料的分类1按材料成分划分包括银基、铜基、银钯基和铱基等不同种类的厚膜导体材料。2按制备工艺划分可通过印刷、浆料涂覆、喷镀等工艺制备而成。3按应用领域划分广泛应用于印刷电路板、混合集成电路、传感器和显示设备等领域。4按性能指标划分包括导电性、耐腐蚀性、机械强度等多方面指标。银基厚膜导体材料合金成分银基厚膜导体材料主要由银元素与少量其他金属元素构成的合金组成。高导电性银作为贵金属之一具有极高的电导率,可以为厚膜导体材料提供优秀的电导性能。良好稳定性银基厚膜导体材料在高温工作条件下具有出色的热稳定性,可确保持久可靠的使用。银基厚膜导体材料的成分银是银基厚膜导体材料的主要组成成分,通常占到70%以上。银具有优异的导电性和迁移速度,可确保厚膜电路的低电阻和高频特性。玻璃作为粘结剂,使银粒子粘结在基板上。玻璃成分的种类和含量会影响厚膜的机械强度、附着力和绝缘性能。助熔剂如钙、镁、铝等,可降低银的熔点和助力银与基板的结合。同时也能调节厚膜的流动性和粘度特性。银基厚膜导体材料的性能银基厚膜导体材料具有优异的导电性能，如高电导率、低接触电阻等。其膨胀系数与陶瓷基板相匹配，烧结温度相对较低，有利于制造工艺。这些特点使其在混合集成电路、传感器等领域广泛应用。银基厚膜导体材料的制备工艺1浆料混合将银粉、玻璃粉、有机粘合剂和溶剂等原料进行精密混合,制备出性能稳定的银基浆料。2印刷与干燥采用网印、刮刀印等工艺将银基浆料印刷在基片表面,然后在恰当的温度下进行干燥。3烧结与整形在高温下烧结,使浆料中的有机物分解,使金属银粒子结合成连续导电层。最后进行机械整形。铜基厚膜导体材料成分铜基厚膜导体材料主要由纯铜或铜合金构成,具有良好的电导率和热导率。可添加少量的助熔剂和粘结剂来改善导体的工艺性能。性能相比于银基材料,铜基厚膜材料电导率略有下降,但成本较低。可根据应用需求调整材料成分,优化其导电性、机械强度和耐腐蚀性能。铜基厚膜导体材料的成分80%铜含量铜基厚膜导体材料主要由80%以上纯铜组成。10%玻璃胶结剂添加约10%的玻璃胶结剂以提高机械强度。10%助熔剂还添加约10%的助熔剂提高烧结性能。铜基厚膜导体材料的性能导电性同银基材料相当，约为铜的93%机械强度导体层薄，易受基片影响，强度较低耐腐蚀性在空气中较易氧化,需要保护层或表面处理成本铜价相对便宜,成本较银基材料更低铜基厚膜导体材料的制备工艺1成分配比精确控制铜粉等金属成分比例2浆料制备将成分均匀混合并制成稳定的导体浆料3印刷成型采用丝网印刷等工艺在基板上形成导体图案4烧结处理在高温下熔融烧结,形成致密的导体层铜基厚膜导体材料的制备核心在于精准控制金属成分配比,采用稳定的浆料制备工艺,并通过高温烧结来形成导电性良好的厚膜层。整个制备过程需要严格的工艺控制和质量管理,以确保最终产品的可靠性和性能。银钯基厚膜导体材料组成成分银钯基厚膜导体材料主要由银（Ag）和钯（Pd）两种金属组成，可根据特定应用需求调整这两种元素的配比。优异性能该材料具有良好的导电性、耐腐蚀性和热稳定性，广泛应用于电子电路、传感器和微电子器件领域。制备工艺采用化学共沉淀、机械合金化等方法制备银钯合金粉末，然后通过浆料调配、印刷及烧结工艺制成厚膜导体层。银钯基厚膜导体材料的成分60%银银是主要成分,提供优异的导电性能。40%钯添加钯可以提高材料的抗氧化性能。1-3%其他成分添加少量的其他金属元素可调节材料性能。银钯基厚膜导体材料的性能银钯基厚膜其他厚膜材料银钯基厚膜导体材料性能优秀,电导率和热导率较高,耐腐蚀性和焊接性能更优异。工艺适应性强,可广泛应用于电子产品制造。银钯基厚膜导体材料的制备工艺原料配比根据所需导电性能和成本要求,配制合适比例的银粉和钯粉。浆料制备将配好的金属粉与粘结剂和溶剂混合,搅拌均匀制成浆料。印刷涂覆利用丝网印刷或刮刀涂覆的方式,将浆料均匀涂覆在基板表面。烧结固化在特定温度和环境下进行高温烧结,使金属颗粒互相结合形成连续导电层。铱基厚膜导体材料化学成分铱基厚膜导体材料主要由金属铱和少量添加剂组成。添加剂可以改善材料的性能。热稳定性铱具有很高的熔点和优异的热稳定性,使厚膜导体材料能在高温环境下长期可靠运行。导电性能铱具有出色的导电性,厚膜导体材料可实现高电流载荷和低电阻接触。铱基厚膜导体材料的成分铱基厚膜导体材料的主要成分包括纯铱或铱合金。铱具有极高的熔点、良好的化学稳定性和耐高温氧化性能。在这种材料中,还可添加少量助熔剂和助烧剂,如铅化合物、硅化合物等,以提高材料的烧结性和电学性能。铱基厚膜导体材料的性能2100熔点高达2100摄氏度的极高熔点1.5电阻率仅为银基材料电阻率的1.5倍20M耐蚀性在20M小时内几乎无腐蚀损坏铱基厚膜导体材料的制备工艺1原料预处理精密清洗和挑选优质原材料2配料与混合精确配比金属粉末和助剂3浆料制备通过磨浆和分散获得均匀浆料4印刷与烧结精密印刷后在高温下烧结固化铱基厚膜导体材料的制备工艺包括原料预处理、配料与混合、浆料制备以及印刷与烧结四个主要步骤。在每个环节都需要严格控制工艺参数,确保材料成分均匀、微结构致密,从而获得优异的电性能和可靠性。厚膜导体材料的应用领域印刷电路板应用厚膜导体材料广泛应用于制造印刷电路板,提供可靠的电路连接和布线。利用厚膜工艺可以实现高密度和微型化的设计。混合集成电路应用厚膜导体材料在混合集成电路中扮演重要角色,能实现电阻、电容和电感等无源元件的集成,提高电路性能和可靠性。传感器和执行器应用厚膜技术广泛应用于制造各种传感器和执行器,如温度传感器、压力传感器和电机驱动器等,满足工业自动化的需求。显示设备应用厚膜导体材料在液晶显示、电子纸和有机发光二极管等显示设备中发挥重要作用,为高性能显示提供关键技术支撑。印刷电路板应用高密度布线厚膜导体材料能够在印刷电路板上实现高密度的布线和互连,支持更小巧的电子设备设计。低成本制造与传统铜导体相比,厚膜导体材料的制造工艺更简单、成本更低,适合大批量生产。混合集成电路应用高性能厚膜导体材料可以支持高速、高频的混合集成电路设计,满足高性能要求。高集成度厚膜工艺能够实现紧凑的电路布局和高度集成,大幅提高电路性能和功能。可靠性高厚膜导体材料具有优异的机械、热、电性能,确保混合集成电路长期稳定运行。传感器和执行器应用工业自动化厚膜导体材料广泛应用于工厂自动化系统中的传感器和执行器,如温度传感器、压力传感器和电动阀门。车载电子设备从发动机控制到胎压监测,厚膜导体材料是车载电子系统的关键组件。医疗设备通过厚膜印刷技术,可以制造出高度集成的生物传感器和微型执行器,应用于各种医疗诊断和治疗设备。消费电子产品从智能手机到可穿戴设备,厚膜导体材料是提供各种感应和驱动功能的重要基础。显示设备应用LCD面板和触摸屏厚膜导体材料广泛应用于LCD面板和触摸屏,提供电路互联和柔性线路。相比传统金属,其更佳的导电性有助于提高显示性能。OLED面板银基和铱基厚膜材料用于OLED面板的电极和引线,确保优异的导电性和可靠性。整体提升OLED面板的工艺良率和使用寿命。电子墨水显示铜基和银钯基厚膜材料广泛应用于电子墨水显示设备的柔性电路,实现低功耗和良好的导电性能。未来发展趋势集成化趋势未来,厚膜导体材料将朝着更加集成化、微型化的发展方向,以适应电子产品小型化、轻量化的需求。高性能趋势随着新材料和新工艺的持续创新,厚膜导体材料的导电性、耐高温性、抗腐蚀性等性能将不断提高。绿色环保趋势厚膜导体材料的