低溫銀包銅粉電子漿料的制備及性能分析

鄒文

（江西省核工業(yè)測試研究中心，江西南昌，330002）

1 實驗過程

1.1 實驗中所需要的試劑

在進行實驗的過程中，首先我們需要做到的就是對實驗所需要的試劑進行準備，其中包括了微米級片狀鍍銀銅粉（銀質(zhì)量的含量在10%左右）；環(huán)氧樹脂（分析純）；聚酰胺樹脂（分析純）；消泡劑（分析純）；硅烷偶聯(lián)劑（KH550 ）；無水乙醇（ 分析純），；丙酮（ 分析純）。

1.2 實驗過程中的主要儀器以及設(shè)備

在進行實驗的過程中其所需要的主要儀器以及相關(guān)的設(shè)備為：實驗用電子天平（AL104）；高速攪拌分散機；三輥研磨機（SG5），實驗用干燥箱（101-1）；四探針方阻測試儀；電子顯微鏡；實驗用玻璃片，要求其為標準片尺寸為：75mm×75mm；絲網(wǎng)印刷機。

1.3 在進行實驗的過程中電子漿料的制備流程

在進行實驗的過程中，經(jīng)過對其自身的反復實驗可以得出在進行實驗的過程中，實驗所用的試劑自身的比例，其中環(huán)氧樹脂、聚酰胺樹脂、消泡劑以及硅烷偶聯(lián)劑其自身的用量和配如表1所示。按照表1所示的配比來將所用的試劑進行混合配制出有機載體，并且需要將配制好的有機載體進行均勻的攪拌，同時需要將銀包銅粉與實驗過程中所制備好的有機載體按照一定的質(zhì)量來進行混合，在進行混合的過程中需要通過高速攪拌分散機來進行混合均勻的攪拌，同時通過絲網(wǎng)印刷機將其印刷到玻璃片上，在將其靜置一段時間之后，最后將其放入干燥箱中來進行干燥。將其在恒溫恒濕的條件下進行時常為1h的放置之后，可以在室溫下利用四探針方阻測試儀來對導電膜的電阻進行變化的測量。

表1 有機載體配比

2 實驗結(jié)果

2.1 不同銀包銅粉的含量

在進行絲網(wǎng)印刷的時候，絲網(wǎng)的目數(shù)以及絲徑的長度、力度、大小等等多種不同的因素都會對在進行印刷的過程中其自身的表面平整程度以及印刷的均勻程度產(chǎn)生十分大的影響。在進行印刷的時候，可以根據(jù)實際所需印刷出的結(jié)果的大小以及印刷的通透性來進行絲網(wǎng)目數(shù)以及材質(zhì)的選擇。同時在進行實驗的過程中需要量電子漿料中的銀包銅粉以及有機載體的相對含量進行記錄。如表2所示，在進行實驗的過程中銀包銅粉在通常的情況下會選用2種不同粒徑，其分別是5-7μm和8-10μm，其中含量分別為 38%、43%、48%、53%以及58%，然后將這2者進行均勻的混合，將其利用絲網(wǎng)進行印刷然后在到玻璃片上就可以制得銀包銅導的電膜。利用不同的絲網(wǎng)目數(shù)所能夠得到的印刷的電子漿料其結(jié)果也是不同的。

表2 電子漿料中成分含量

在上述的表格以及通過相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)可以得到，利用250目絲網(wǎng)所來進行漿料的印刷在玻璃片上所得到實驗的結(jié)果，與通過絲網(wǎng)目數(shù)為320目的絲網(wǎng)來進行漿料的印刷，在玻璃片得到上述的結(jié)果，其本身是存在著很多的區(qū)別的。在實際實驗的過程中我們可以得到一個結(jié)論就是銀包銅粉以及有機載體之間的配比，會對實驗過程中漿料的黏度產(chǎn)生一個十分直接的影響，這種影響會直接的影響到漿料在進行印刷的過程中其自身的性能以及導電性。通過對實驗數(shù)據(jù)進行分析可以知道，N1、N2、S1、S2的試樣其結(jié)果都相對于清晰，但是其自身也存在著一定的、輕微的外滲的狀態(tài)，會出現(xiàn)印記擴大的情況，由于銀包銅粉其自身的含量過少，為此在其周圍的漿料會出現(xiàn)被樹脂包圍而導致自身的導電性差黏度小，因此也會導致結(jié)果的邊緣和印跡逐漸的擴大，最終的結(jié)果就是導致其所形成的結(jié)果自身的清晰度不夠；而在N3、S3的試樣結(jié)果是非常完整而且清晰的；而N4、N5、S9、S10的試樣結(jié)果則在其自身存在著微量的缺塊現(xiàn)象，由于這幾個銀包銅粉其自身的含量過多，并且其自身的樹脂含量也在不斷的進行減少，就會直接的導致部分導電的粒子其本身疏散地分散在整個漿料的內(nèi)部，導致其自身的黏度出現(xiàn)過大的現(xiàn)象，在進行印刷的過程中，雖然其自身的印刷輪廓是十分清晰可見的，但是由于黏度過大就會導致漿料與絲網(wǎng)出現(xiàn)粘連的情況，因此會出現(xiàn)實驗結(jié)果印跡不均勻的情況，并且也十分容易出現(xiàn)缺漏。由此可見，利用320目絲網(wǎng)所來進行漿料的印刷存在少量的絲網(wǎng)印記以及容易出現(xiàn)缺塊的現(xiàn)象，而利用250目絲網(wǎng)來進行印刷其自身所出現(xiàn)的實驗結(jié)果則是清晰的、完整的效果十分好的，為此在實際應用的過程中可以選擇250目絲網(wǎng)來進行印刷，更好的幫助工業(yè)的使用，提高其自身的穩(wěn)定性。

2.2 絲網(wǎng)的數(shù)目以及抗老化的機理

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以知道，在進行實驗的過程中利用不同的目數(shù)的銀包銅粉體絲網(wǎng)其所印刷出來的導電膜的電阻，自身會隨著時間的變化而出現(xiàn)一定的變化，可以利用實驗數(shù)據(jù)來畫出其隨著時間的變化的趨勢及其相關(guān)的擬合曲線。根據(jù)對曲線的分析和觀察可以知道，利用320目絲網(wǎng)來進行印刷所能夠制得的導電膜的電阻比起利用250目絲網(wǎng)來進行印刷所能夠制得的導電膜的電阻更大，并且其自身的變化趨勢也相對于更加的明顯；在實驗中可以知道利用250目絲網(wǎng)所印刷制得的導電膜其自身的電阻較小，且其自身的變化趨勢相對于比較平緩。其主要的原因就是在320目絲網(wǎng)中其目數(shù)大而且其自身的網(wǎng)孔小，就會導致漿料其自身的通透性更差，同時在進行印刷的過程中其自身的印刷力度也會不斷的進行增加，同時也會出現(xiàn)隨著漿料粘度在不斷的增大在進行印刷的過程中更加的難以印刷，因此，在呈現(xiàn)圖像的時候就會出現(xiàn)缺塊或者出現(xiàn)不完整的情況，不能形成一個十分連續(xù)的導電膜層，且同一導的電膜層其自身的電阻也同樣不是很穩(wěn)定；在實驗的過程中隨著絲網(wǎng)目數(shù)的減小，網(wǎng)孔開始逐漸的變大，250目的漿料其自身的透過性相對于320目的更好，其在進行印刷的時候?qū)嶒灲Y(jié)果清楚且平滑，絲網(wǎng)印記能夠完整的形成一個連續(xù)的導電膜層，并且其自身的電阻較小，其自身的導電性能也相對好。由此可以知道，250目的絲網(wǎng)在進行印刷的電子漿料過程中其自身的導電性相較 320目絲網(wǎng)的更好。將實驗結(jié)果放置在室溫下，經(jīng)過120d后電阻的變化趨勢逐漸的變成了平緩，并且銀包銅粉的電子漿料其自身的電阻變化率僅僅是23.2%，這就直接說明其自身具備了良好，且穩(wěn)定的性能，實驗結(jié)果如圖1和2所示。

圖1 不同固含量漿料的微觀形貌

圖2 實驗結(jié)果

3 結(jié)語

（1）在流平的時間以及固化的時間為20min，要求固化的溫度為68℃-70℃之間，同時要求銀包銅的質(zhì)量分數(shù)可以達到50%左右，在印刷絲網(wǎng)的目數(shù)達到250目的時候銀包銅粉的電子漿料其自身的導電性可以達到最佳的狀態(tài)，其自身的電阻達到了1.3Ω。

（2）利用氧化動力學對實驗進行分析，可以知道銀包銅粉電子漿料在其進行固化之后所制備出的導電膜層其自身是具有十分優(yōu)異的抗老化性的。

（3）在實驗結(jié)束之后將所制備的銀包銅導電膜在常溫的條件下進行放置，在其穩(wěn)定的時候?qū)ζ溥M行抽樣測量得到其自身的電阻值，在120天內(nèi)電阻變化率僅僅是23.1%，其自身是具有十分良好的穩(wěn)定性的，能夠滿足工業(yè)的需求。