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银浆系由高纯度的(99.9% )金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料
银微粒。
金属银的微粒是导电银浆的主要成份,薄膜开关的导电特性主要是靠它来体现。金属银在浆料中的含量直接与导电性能有关。从某种意义上讲,银的含量高,对提高它的导电性是有益的,但当它的含量超过临界体积浓度时,其导电性并不能提高。一般含银量在80~90%(重量比)时,导电量已达高值,当含量继续增加,电性不再提高,电阻值呈上升趋势;当含量低于60%时,电阻的变化不稳定。在具体应用中,银浆中银微粒含量既要考虑到稳定的阻值,还要受固化特性、粘接强度、经济性等因素制约,如银微粒含量过高,被连结树脂所裹覆的几率低,固化成膜后银导体的粘接力下降,有银粒脱落的危险。故此,银浆中的银的含量一般在60~70% 是适宜的。
银微粒的大小与银浆的导电性能有关。在相同的体积下,微粒大,微粒间的接触几率偏低,并留有较大的空间,被非导体的树脂所占据,从而对导体微粒形成阻隔,导电性能下降。反之,细小微粒的接触几率提高,导电性能得到改善。微粒的大小对导电性的影响,从上述情况来看,只是一种相对的关系。由于受加工条件和丝网印刷方式的影响,既要满足微粒顺利通过丝网的网孔,又要符合银微粒加工的条件,一般粒度能控制在3~5μm 已是很好,这样的粒度仅相当于250目普通丝网网径的1/10~1/5,能使导电微粒顺利通过网孔,密集地沉积在承印物上,构成饱满的导电图形。
粘合剂又称结合剂,是导电银浆中的成膜物质。在导电银浆中,导电银的微粒分散在粘合剂中。在印剜图形前,依靠被溶剂溶解了的粘合剂使银浆构成有一定粘度的印料,完成以丝网印刷方式的图形转移;印刷后,经过固化过程,使导电银浆的微粒与微粒之间、微粒与基材之间形成稳定的结合。这是结合剂的双重责任。结合剂通常采用合成树脂,它是高分子的聚合物。合成树脂可分为热固型和热塑型两大类。热固性树脂,如酚醛树脂、环氧树脂等。它们的特征是在一定温度下固化成形后,即使再加热也不再软化,也不易溶解在溶剂中。热塑性树脂因其分子间相对吸引力较低,受热后软化,冷却后则恢复常态。热塑性聚合物树脂由于链与链之间容易相对移动的原因,表现出具有可挠性。结合剂的树脂一般都是绝缘体,由于粘合剂本身并不导电,若不在一定温度下固化,导电微粒则不能形成紧密的连接。不同的树脂加入同一种导电物质,固化成膜后,其导电性能各不相同,这与粘合剂树脂凝聚性有关。导电银浆对结合剂树脂的选择,有多方面的考虑。不同结合剂的粘度、凝聚性、附着性、热特性等有较大的差异。导电银浆的制造者对于导电银浆所作用的基材、固化条件、成膜物的理化特性都需要统筹兼顾。
导电银浆中的溶剂的作用:
a、溶解树脂,使导电微粒在聚合物中充分的分散;
b、调整导电浆的粘度及粘度的稳定性;
c、决定干燥速度;
d、改善基材的表面状态,使浆料与基体有很好的密着性能。导电银浆中的溶剂的溶解度与极性,是选择溶剂的重要参数,这是由于溶剂对印刷适性与基材的结合固化都有较大的影响。此外,溶剂沸点的高低、饱和蒸气压的大小、对人体有性,都是应该考虑的因素。溶剂的沸点与饱和气压对印料的稳定性与操作的持久性关系重大;对加热固化的温度、速率都有决定性的影响。一般都选用高沸点的溶剂,常用的有BCA(丁基溶酐乙酸酯)、二乙二醇丁醚醋酸酯、二甘醇醋酸酯、异佛尔酮等。
导电银浆按烧结温度不同,分为高温银浆,中温银浆和低温银浆。其中高中温烧结型银浆主要用在太阳能电池,压电陶瓷等方面。低温银浆主要用在薄膜开关及键盘线路上面。
玻璃粉两个作用。一,腐蚀晶硅,通过腐蚀SiNx,形成导电通道。二,在浆料-发射极界面间作为传输媒介。
导电银浆性能指标
1、填料: 银
2、固含量: 65~70%
3、密度(g/cm3) 2.1-2.3
4、粘度 (CPS) 10,000-20,000
(旋转式粘度计,Ⅱ单位,75rpm,25℃)
5、涂布面积 ( cm2/g )(取决于膜层厚度) 100-200
6、方电阻 (mΩ/□/25.4μm) < 12
7、附着力 (3M810胶带,垂直拉) 无脱落
8、硬度 (铅笔) > 2H
9、长期工作温度 (℃) <70
导电银浆由导电性填料、黏合剂、溶剂及添加剂组成。导电性填料使用导电性好的银粉和铜粉,有时也用金粉、石墨、炭黑(现已有的导电炭黑)、碳素纤维、镍粉等。用作黏合剂的合成树脂有环氧树脂、醇酸树脂、丙烯酸树脂等。容积是溶解这些树脂的丝网银浆用的中沸点(120-230℃)溶剂。另外,根据需要加入分散剂、滑爽剂等添加剂。导电银浆要求的特性有:导电性(抗静电性)、附着力、印刷适性和耐溶剂性等。
导电碳浆的特点:
1、导电性优,电阻值稳定。
2、与未处理PET薄膜有的附着力
3、印刷性能,不干网,塞版,边缘性好,可印刷细线条,无扩散。
4、格,与银浆混合后可大幅度降低成本
导电碳浆的使用条件:
1、印刷纲版:250∽300目;
2、印刷材料:处理和未处理PET薄膜、PC等 ;
3、稀释剂:PM500稀释剂或783;
4、干燥条件:130 ℃ 5∽15分钟;
使用的几种银浆包括:
①PET为基材的薄膜开关和柔性电路板用低温银浆
②单板陶瓷电容器用浆料
③压敏电阻和热敏电阻用银浆
④压电陶瓷用银浆
⑤碳膜电位器用银电极浆料
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