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相較于其他金屬類填料,銅粉作為賤金屬,來源廣泛,價(jià)格低廉,導(dǎo)電性能 與銀相近,且具有優(yōu)良的耐遷移性能。但是銅化學(xué)性質(zhì)較活潑,在空氣或高溫環(huán)境中極易被氧化生成難以導(dǎo)電的氧化銅或氧化亞銅,導(dǎo)致電阻率增大。因此目前對(duì)銅電子漿料的研究主要集中在解決氧化問題上。
目前常見有四種銅表面改性方法:一是在銅表面進(jìn)行有機(jī)物包覆;二是對(duì)銅進(jìn)行酸洗處理;三是在銅粉末表面包覆上一層不活潑金屬;四是有機(jī)磷化。銀包銅導(dǎo)電漿料被視為一種低成本、高安全性的復(fù)合型金屬導(dǎo)電漿料替代方案,在柔性印刷電子以及光伏領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
Ag是導(dǎo)電性能很好的金屬材料,價(jià)格比Au、Pd、Pt等其它貴金屬低,在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。但Ag導(dǎo)體作為厚膜混合電路的導(dǎo)電帶、電容器電極及電阻的端接材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生Ag + 的電遷移問題,造成元器件失效。電遷移是指在濕熱的環(huán)境中在直流電場(chǎng)作用下金屬呈離子形態(tài)從陽極到陰極,產(chǎn)生沉積的一個(gè)電化學(xué)過程。因此厚膜導(dǎo)體漿料的功能相一般不用純Ag導(dǎo)體。在銀中添加氧化鎘等可以在一定程度上抑制銀離子遷移。
Ag-Pd導(dǎo)體漿料是目前厚膜電路中應(yīng)用得最廣泛的一種導(dǎo)體漿料。在Ag中加入一定量的Pd制備的Ag-Pd導(dǎo)體漿料可有效地抑制銀離子的遷移。Ag-Pd導(dǎo)體漿料與目前常用的電阻漿料相容性好導(dǎo)體中Pd含量高時(shí)可與Pd-Ag電阻同時(shí)燒成Pd含量低時(shí)可以和釕系電阻同時(shí)燒成。在Ag-Pd導(dǎo)體漿料中Ag-Pd導(dǎo)體的電阻隨銀含量增多而降低但銀含量過多不僅會(huì)引起Ag+的遷移,還會(huì)使浸焊性降低。Pd含量過多也會(huì)使焊料的濕潤性變差。Ag-Pd導(dǎo)體中Pd含量通常為15~25wt%典型值為20wt%。為改善Ag-Pd導(dǎo)體對(duì)焊料的濕潤性和提高導(dǎo)體膜與基板的附著強(qiáng)度在導(dǎo)體中可添加Bi2O3。
為降低Ag-Pd導(dǎo)體的成本而開發(fā)的Ag-Pt導(dǎo)體是在Ag中加1~3wt% Pt取代Pd而制成。Ag-Pt導(dǎo)體的抗焊料侵蝕性能優(yōu)良,但存在銀離子遷移問題。如果制成Ag-Pd-Pt導(dǎo)體就可以較有效地防止銀離子的遷移。Ag-Pt導(dǎo)體也有不用玻璃粘結(jié)相而加入一定量的CuO、CdO等制成無釉導(dǎo)體。
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