導電漿料主要由導電相金屬粉、粘結(jié)相低熔點玻璃粉和有機載體三部分組成。近年來隨著數(shù)字化產(chǎn)品的飛速發(fā)展,高質(zhì)量、高效益、技術(shù)先進、適用范圍廣的電子漿料在諸多領(lǐng)域占有重要的地位,廣泛應用于電子元器件、厚膜集成電路、LTCC、HTCC、太陽能電池電極、薄膜開關(guān)及多層陶瓷電容器(MLCC)等技術(shù)領(lǐng)域。
根據(jù)導電相的不同,可將電子漿料分為貴金屬導體漿料和賤金屬導體漿料。傳統(tǒng)貴金屬導體漿料如金漿、銀漿,導電和導熱性能穩(wěn)定,但是價格昂貴,限制了其廣泛應用。為了降低導電漿料的生產(chǎn)成本,目前國內(nèi)外主要采用賤金屬Cu、Ni、Al等金屬粉替代貴金屬作為導電漿料填料。
電極漿料是 MLCC 的主要原材料之一,MLCC 內(nèi)電極一般選擇鈀-銀合金(1220℃)、鈀(1549℃)、鎳(1445℃)等高熔點金屬粉體材料,要求能夠在 1400℃左右高溫下燒結(jié)而不致發(fā)生氧化、熔化、揮發(fā)、流失等現(xiàn)象(由于 MLCC 采用 BaTi03 系列陶瓷作介質(zhì),一般都在 950~1300℃左右燒成);MLCC 外電極主要是連接內(nèi)電極,使用的金屬粉體材料一般是銀和銅,其燒結(jié)溫度低于內(nèi)電極材料和陶瓷介質(zhì)材料,由其制成的電極漿料適用于 MLCC 外電極的二次燒結(jié)。
早期的 MLCC 內(nèi)電極材料為貴金屬鈀或鈀(30%)-銀(70%)合金,但成本較高。為降低生產(chǎn)成本,目前MLCC主要采用賤金屬鎳內(nèi)電極漿料及銅外電極漿料,在保持材料各性能的基礎(chǔ)上將各種電子材料成本大幅度降低。
低溫共燒陶瓷基板技術(shù)(LTCC)是一種高密度集成封裝技術(shù),而其中的導電銀漿料是制備高可靠性電子元件的關(guān)鍵原材料之一。LTCC導電銀漿屬于采用銀粉作為功能相的導電漿。導電銀漿由功能相銀粉、有機載體及無機粘合相組成。
1.內(nèi)電極銀漿:是指在LTCC器件內(nèi)部,用于實現(xiàn)電路連接、信號傳輸和功能實現(xiàn)的電極結(jié)構(gòu)。這些內(nèi)電極通常由銀粉制成,內(nèi)電極在LTCC器件內(nèi)部傳輸信號,將不同的電路元件連接在一起,實現(xiàn)信號的傳輸和處理。LTCC器件通常由多層陶瓷層疊而成,內(nèi)電極用于連接不同層次之間的電路,實現(xiàn)三維電路結(jié)構(gòu),內(nèi)電極可以實現(xiàn)各種功能,如濾波、放大、耦合等,為器件提供豐富的功能特性。2.表面電極銀漿:是指位于LTCC器件外部表面的電極結(jié)構(gòu),用于連接器件與外部電路,實現(xiàn)信號輸入、輸出和連接。LTCC表面電極在器件的封裝、連接和整體性能中發(fā)揮著重要作用。3.填孔電極銀漿:是指位于LTCC器件內(nèi)部的電極結(jié)構(gòu),用于連接不同層次的電路、信號傳輸和功能實現(xiàn)。填孔電極通過陶瓷基板上的孔洞連接不同層的電路,實現(xiàn)三維電路結(jié)構(gòu)。填孔電極在LTCC器件的多層結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,實現(xiàn)層間的連接和信號傳輸。4.涂端電極銀漿:是指位于LTCC器件端部的電極結(jié)構(gòu),用于連接器件與外部電路,實現(xiàn)信號輸入、輸出和連接,涂端電極的設(shè)計需要考慮與外部電路的連接方式,如焊接、釬焊等。
HTCC 具有耐腐蝕、耐高溫、壽命長、高效節(jié)能、溫度均勻、導熱性能良好、熱補償速度快等優(yōu)點,因此在大功率微組裝電路中具有廣泛的應用前景。
高溫共燒陶瓷 HTCC 通常采用金屬材料為鎢、鉬、錳等高熔點金屬,按照電路設(shè)計要求,印刷于氧化鋁/氮化鋁/莫來石(相對較少)陶瓷生坯上,然后多層疊合,在 1650~1850℃ 的高溫下共燒成一體。 在生坯片印刷加工過程,除了印刷機和絲網(wǎng)以外,漿料是影響產(chǎn)品印刷質(zhì)量的重要的因素之一。為得到高性能高匹配性的陶瓷金屬化管殼,對金屬粉體(鎢、鉬)與陶瓷粉體的來料批次一致性要求非常高。鎢鉬漿料與陶瓷生坯片的匹配性也影響燒結(jié)后產(chǎn)品的外觀及性能。 導電漿料應用在MLCC、LTCC、HTCC等電子陶瓷的內(nèi)、外電極漿料和通孔填充漿料時,通常要求漿料具備合適的粘度、觸變性和流平性 , 保證在涂敷過程中不流掛 ,堆積部份在烘干前迅速流平。要求燒成的膜光滑致密、無鱗紋、 , 有良好的導電性 , 附著力強等。此外 , 要求端電極能較好地引出內(nèi)電極 , 并具備優(yōu)良的可焊性和耐焊性。