中國(guó)粉體網(wǎng)訊 電子漿料是制作電子元器件的基礎(chǔ)材料，被視為部件封裝、電極和互連的關(guān)鍵材料，以高質(zhì)量、高效益、技術(shù)先進(jìn)、適用廣等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用，是集化工、電子技術(shù)、冶金于一身的一種高技術(shù)電子功能材料。電子漿料一般由功能相、粘結(jié)相和有機(jī)載體三部分組成。粘結(jié)相一般包括玻璃、氧化物晶體及二者混合物，主要是粘結(jié)功能相和基板作用。對(duì)于所有燒結(jié)型電子漿料，都需要加入低熔玻璃粉作為粘結(jié)功能性粉體在基片上的粘結(jié)劑。
玻璃相在電子漿料中占據(jù)重要的位置，玻璃粉的加入不僅有效降低燒結(jié)溫度，增強(qiáng)導(dǎo)電漿料與基板的粘附力，而且影響厚膜性質(zhì)。玻璃相一般包括玻璃粉和金屬氧化物，單獨(dú)的玻璃粘結(jié)劑并不一定滿足工業(yè)要求，重?zé)菀自斐烧掣搅ο陆�，而單�?dú)的金屬氧化物雖然能夠與基板形成尖晶石結(jié)構(gòu)，明顯提高粘附力，但是燒結(jié)溫度高，絲焊困難。混合的玻璃相既能夠降低燒結(jié)溫度，還能夠提高粘附力且易絲焊。所以，玻璃相對(duì)厚膜電子漿料的性能至關(guān)重要，需要專門研究分析。
玻璃相的潤(rùn)濕能力對(duì)電子漿料的影響
導(dǎo)電漿料的潤(rùn)濕性主要是液體對(duì)固體表面的親合性，潤(rùn)濕性好就能夠有效鋪展，是獲得有效連接的關(guān)鍵因素之一。潤(rùn)濕性主要考察液體與固體材料表面的接觸角θ，要保證漿料接觸性良好，得到良好的粘附力，要求θ小于30°。一般玻璃軟化溫度越低，在傳統(tǒng)燒結(jié)溫度下，粘度越低，以便流入導(dǎo)電填料，有利于一起燒結(jié)并與基板粘附。玻璃的軟化溫度Ts越低，潤(rùn)濕性越好，既有助于銀粉的燒結(jié)，電極結(jié)構(gòu)越致密，還對(duì)形成Ag/Si接觸的重結(jié)晶銀晶粒尺寸和數(shù)量有影響，決定導(dǎo)電性。Ts過高，則潤(rùn)濕性、流動(dòng)性變差，不僅導(dǎo)致玻璃層過薄，布線與基板粘附不牢，還使重結(jié)晶銀晶粒尺寸小，數(shù)量少，接觸電阻提高，同時(shí)使上層銀電極燒結(jié)不完全；Ts過低，除了不利于體內(nèi)有機(jī)載體排除，還可能因玻璃的潤(rùn)濕性好，流動(dòng)性好，易于匯集在銀下方，造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中富玻璃層過厚進(jìn)而導(dǎo)致粘附不充分，甚至出現(xiàn)銀線球化。
玻璃相的析晶對(duì)電子漿料的影響
微晶玻璃被認(rèn)為是20世紀(jì)玻璃品種的重大突破，具有膨脹系數(shù)小、高強(qiáng)度、良好的電性能、耐磨和耐腐蝕性能。微晶化得到的微晶玻璃粉可以調(diào)整熱膨脹系數(shù)與軟化溫度。因此，利用該特征可在不必采用過渡玻璃的條件下，實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)相差較大的燒結(jié)，不必顧及熱膨脹系數(shù)，而在玻璃態(tài)時(shí)充分利用其流散性，玻璃粉與基體在冷卻過程中的整個(gè)溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)相接近，達(dá)到良好粘結(jié)。
玻璃相的成分對(duì)電子漿料的影響
玻璃的成分決定其性質(zhì)，也決定了玻璃在電子漿料方面的應(yīng)用以及厚膜性能。所以玻璃成分對(duì)電子漿料的影響不可忽視。一些常用且對(duì)電子漿料性能有直接影響的成分包括：PbO具有高極化率和強(qiáng)烈的助熔作用，能夠在低溫下燒結(jié)；Bi2O3具有和PbO相似的性質(zhì)，能夠有效助熔且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；ZnO既能降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度還能降低熱膨脹系數(shù)，化學(xué)穩(wěn)定性好。
此外，在玻璃中通常需要添加助熔成分如BaO來降低玻璃的軟化溫度，降低電子漿料的燒結(jié)溫度�？傊ＡУ某煞謱�(duì)電子漿料的性質(zhì)及其應(yīng)用的影響是顯而易見的。
玻璃粉的大小對(duì)電子漿料的影響
玻璃粉的大小對(duì)電子漿料的力學(xué)性能、電性能以及印刷性能都有一定影響，這同時(shí)促進(jìn)了玻璃粉制備工藝的發(fā)展。電子漿料用玻璃粉的最大粒徑一般不超過15μm，平均粒徑小于5μm。較細(xì)的玻璃粉要比較粗的玻璃料擁有較多的優(yōu)點(diǎn)：具有良好的分散性，能夠改善角范圍和表面粗糙度，具有較低的燒結(jié)溫度。
目前制備電子漿料用玻璃粉主要有三個(gè)途徑：高溫熔融法、噴霧熱分解法、溶膠-凝膠法。采用高溫熔融法制備玻璃粉，并用球磨的方式獲得細(xì)玻璃粉是最常用的方法，該方法制備簡(jiǎn)單快捷，產(chǎn)量大。但是，該方法不易制備超細(xì)均勻的玻璃粉，不能保證嚴(yán)格的形貌和尺寸，球磨還可能改變玻璃的組成，引入雜質(zhì)。同時(shí)該方法要求設(shè)備條件較高，安全也不容忽視。噴霧熱分解方式來制備超細(xì)玻璃粉是目前新興的制備方式，該方法是通過液滴的微反應(yīng)來制備玻璃粉，在尺寸和組分上相對(duì)均勻，呈現(xiàn)球形，細(xì)尺寸很少聚集。但是，噴霧熱解法對(duì)設(shè)備要求高，成本高。溶膠-凝膠法制備的超細(xì)玻璃粉一般均質(zhì)高純，組成成分配比較好控制，制備溫度和傳統(tǒng)方法相比低得多，具有一定流變性。
玻璃粉含量對(duì)電子漿料的影響
玻璃粉含量不僅影響電子漿料與基板的粘附和導(dǎo)電性，還影響電子漿料的燒結(jié)性能。電子漿料中玻璃粉的含量一般在5%~10%，電阻漿料中玻璃粉的含量可能增至50%。對(duì)電子漿料的影響因玻璃成分不同、漿料不同而影響不同。為了獲得好的導(dǎo)電特性以及較好的粘附力，必須添加適量的玻璃粉，只有根據(jù)漿料種類、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，通過合理的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)探索才能符合相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量要求。
玻璃相添加劑對(duì)電子漿料的影響
玻璃添加劑作為電子漿料的輔助添加劑，在電子漿料中發(fā)揮了比較重要的作用，調(diào)節(jié)并改進(jìn)了電子漿料的性能，提高了電子漿料的質(zhì)量。在電子漿料中添加最多的為無機(jī)氧化物添加劑，主要有Bi2O3、MgO、CaO、CuO、ZnO、Al2O3、CdO、SiO2以及堿金屬氧化物等。
除無機(jī)氧化物添加劑外，在賤金屬電子漿料如銅漿中添加比銅更易氧化的金屬元素作為還原劑，能優(yōu)先氧化生成氧化物，不僅使?jié){料具有抗氧化性，還能使氧化物形成新玻璃提高粘附力。為了防止Ni電子漿料氧化，通常添加硼粉作為抗氧化劑。在鋅電子漿料中添加金屬有機(jī)化合物，在高溫（500~900℃）燒滲過程中，分解出有機(jī)物和金屬氧化物，有機(jī)物的揮發(fā)燃燒造成的低氧分壓具有抑制鋅粒氧化的作用，金屬氧化物則熔入玻璃中增強(qiáng)了玻璃添加劑的作用。
資料來源：余守玉，傅仁利，張捷：電子漿料用玻璃的研究及發(fā)展趨勢(shì)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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