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粘合劑又稱結(jié)合劑,是導(dǎo)電銀漿中的成膜物質(zhì)。在導(dǎo)電銀漿中,導(dǎo)電銀的微粒分散在粘合劑中。在印剜圖形前,依靠被溶劑溶解了的粘合劑使銀漿構(gòu)成有一定粘度的印料,完成以絲網(wǎng)印刷方式的圖形轉(zhuǎn)移;印刷后,經(jīng)過固化過程,使導(dǎo)電銀漿的微粒與微粒之間、微粒與基材之間形成穩(wěn)定的結(jié)合。這是結(jié)合劑的雙重責(zé)任。結(jié)合劑通常采用合成樹脂,它是高分子的聚合物。合成樹脂可分為熱固型和熱塑型兩大類。熱固性樹脂,如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。它們的特征是在一定溫度下固化成形后,即使再加熱也不再軟化,也不易溶解在溶劑中。熱塑性樹脂因其分子間相對吸引力較低,受熱后軟化,冷卻后則恢復(fù)常態(tài)。熱塑性聚合物樹脂由于鏈與鏈之間容易相對移動的原因,表現(xiàn)出具有可撓性。結(jié)合劑的樹脂一般都是絕緣體,由于粘合劑本身并不導(dǎo)電,若不在一定溫度下固化,導(dǎo)電微粒則不能形成緊密的連接。不同的樹脂加入同一種導(dǎo)電物質(zhì),固化成膜后,其導(dǎo)電性能各不相同,這與粘合劑樹脂凝聚性有關(guān)。導(dǎo)電銀漿對結(jié)合劑樹脂的選擇,有多方面的考慮。不同結(jié)合劑的粘度、凝聚性、附著性、熱特性等有較大的差異。導(dǎo)電銀漿的制造者對于導(dǎo)電銀漿所作用的基材、固化條件、成膜物的理化特性都需要統(tǒng)籌兼顧。
導(dǎo)電銀漿中的溶劑的作用:
a、溶解樹脂,使導(dǎo)電微粒在聚合物中充分的分散;
b、調(diào)整導(dǎo)電漿的粘度及粘度的穩(wěn)定性;
c、決定干燥速度;
d、改善基材的表面狀態(tài),使?jié){料與基體有很好的密著性能。導(dǎo)電銀漿中的溶劑的溶解度與極性,是選擇溶劑的重要參數(shù),這是由于溶劑對印刷適性與基材的結(jié)合固化都有較大的影響。此外,溶劑沸點的高低、飽和蒸氣壓的大小、對人體有性,都是應(yīng)該考慮的因素。溶劑的沸點與飽和氣壓對印料的穩(wěn)定性與操作的持久性關(guān)系重大;對加熱固化的溫度、速率都有決定性的影響。一般都選用高沸點的溶劑,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、異佛爾酮等。
導(dǎo)電銀漿按燒結(jié)溫度不同,分為高溫銀漿,中溫銀漿和低溫銀漿。其中高中溫?zé)Y(jié)型銀漿主要用在太陽能電池,壓電陶瓷等方面。低溫銀漿主要用在薄膜開關(guān)及鍵盤線路上面。
玻璃粉兩個作用。一,腐蝕晶硅,通過腐蝕SiNx,形成導(dǎo)電通道。二,在漿料-發(fā)射極界面間作為傳輸媒介。
導(dǎo)電銀漿分為兩類:
①聚合物銀導(dǎo)電漿料(烘干或固化成膜,以有機聚合物作為粘接相);
②燒結(jié)型銀導(dǎo)電漿料(燒結(jié)成膜,燒結(jié)溫度>500℃,玻璃粉或氧化物作為粘接相)。銀粉照粒徑分類,平均粒徑<0.1μm(100nm)為納米銀粉; 0.1μm< Dav(平均粒徑) 10.0μm為粗銀粉。構(gòu)成銀導(dǎo)體漿料的三類別需要不同類別的銀粉或組合作為導(dǎo)電填料,甚至每一類別中的不同配方需要不同的銀粉作為導(dǎo)電功能材料,目的是在確定的配方或成膜工藝下,用少的銀粉實現(xiàn)銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的大利用,關(guān)系到膜層性能的優(yōu)化及成本。
粉末的制備方法有很多,銀而言,可一次采用物理法(等離子、霧化法),化學(xué)法(硝酸銀熱分解法、液相還原)。由于銀是貴金屬,易被還原而回到單質(zhì)狀態(tài),因此液相還原法是目前制備銀粉的主要的方法。即將銀鹽(硝酸銀等)溶于水中,加入化學(xué)還原劑(如水合肼等),沉積出銀粉,經(jīng)過洗滌、烘干而得到銀還原粉,平均粒徑在0.1-10.0μm之間,還原劑的選擇、反應(yīng)條件的控制、界面活性劑的使用,可以制備不同物理化學(xué)特性的銀微粉(顆粒形態(tài)、分散程度、平均粒徑以及粒徑分布、比表面積、松裝密度、振實密度、晶粒大小、結(jié)晶性等),對還原粉進行機械加工(球磨等)可得光亮銀粉(polished silver powder),片狀銀粉(silver flake)。
導(dǎo)電銀漿性能指標(biāo)
1、填料: 銀
2、固含量: 65~70%
3、密度(g/cm3) 2.1-2.3
4、粘度 (CPS) 10,000-20,000
(旋轉(zhuǎn)式粘度計,Ⅱ單位,75rpm,25℃)
5、涂布面積 ( cm2/g )(取決于膜層厚度) 100-200
6、方電阻 (mΩ/□/25.4μm) < 12
7、附著力 (3M810膠帶,垂直拉) 無脫落
8、硬度 (中華鉛筆) > 2H
9、長期工作溫度 (℃) <70
導(dǎo)電銀漿由導(dǎo)電性填料、黏合劑、溶劑及添加劑組成。導(dǎo)電性填料使用導(dǎo)電性好的銀粉和銅粉,有時也用金粉、石墨、炭黑(現(xiàn)已有的導(dǎo)電炭黑)、碳素纖維、鎳粉等。用作黏合劑的合成樹脂有環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂等。容積是溶解這些樹脂的絲網(wǎng)銀漿用的中沸點(120-230℃)溶劑。另外,根據(jù)需要加入分散劑、滑爽劑等添加劑。導(dǎo)電銀漿要求的特性有:導(dǎo)電性(抗靜電性)、附著力、印刷適性和耐溶劑性等。
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