低温银包铜粉电子浆料的制备及性能分析

邹文

（江西省核工业测试研究中心，江西南昌，330002）

1 实验过程

1.1 实验中所需要的试剂

在进行实验的过程中，首先我们需要做到的就是对实验所需要的试剂进行准备，其中包括了微米级片状镀银铜粉（银质量的含量在10%左右）；环氧树脂（分析纯）；聚酰胺树脂（分析纯）；消泡剂（分析纯）；硅烷偶联剂（KH550 ）；无水乙醇（ 分析纯），；丙酮（ 分析纯）。

1.2 实验过程中的主要仪器以及设备

在进行实验的过程中其所需要的主要仪器以及相关的设备为：实验用电子天平（AL104）；高速搅拌分散机；三辊研磨机（SG5），实验用干燥箱（101-1）；四探针方阻测试仪；电子显微镜；实验用玻璃片，要求其为标准片尺寸为：75mm×75mm；丝网印刷机。

1.3 在进行实验的过程中电子浆料的制备流程

在进行实验的过程中，经过对其自身的反复实验可以得出在进行实验的过程中，实验所用的试剂自身的比例，其中环氧树脂、聚酰胺树脂、消泡剂以及硅烷偶联剂其自身的用量和配如表1所示。按照表1所示的配比来将所用的试剂进行混合配制出有机载体，并且需要将配制好的有机载体进行均匀的搅拌，同时需要将银包铜粉与实验过程中所制备好的有机载体按照一定的质量来进行混合，在进行混合的过程中需要通过高速搅拌分散机来进行混合均匀的搅拌，同时通过丝网印刷机将其印刷到玻璃片上，在将其静置一段时间之后，最后将其放入干燥箱中来进行干燥。将其在恒温恒湿的条件下进行时常为1h的放置之后，可以在室温下利用四探针方阻测试仪来对导电膜的电阻进行变化的测量。

表1 有机载体配比

2 实验结果

2.1 不同银包铜粉的含量

在进行丝网印刷的时候，丝网的目数以及丝径的长度、力度、大小等等多种不同的因素都会对在进行印刷的过程中其自身的表面平整程度以及印刷的均匀程度产生十分大的影响。在进行印刷的时候，可以根据实际所需印刷出的结果的大小以及印刷的通透性来进行丝网目数以及材质的选择。同时在进行实验的过程中需要量电子浆料中的银包铜粉以及有机载体的相对含量进行记录。如表2所示，在进行实验的过程中银包铜粉在通常的情况下会选用2种不同粒径，其分别是5-7μm和8-10μm，其中含量分别为 38%、43%、48%、53%以及58%，然后将这2者进行均匀的混合，将其利用丝网进行印刷然后在到玻璃片上就可以制得银包铜导的电膜。利用不同的丝网目数所能够得到的印刷的电子浆料其结果也是不同的。

表2 电子浆料中成分含量

在上述的表格以及通过相关的实验数据可以得到，利用250目丝网所来进行浆料的印刷在玻璃片上所得到实验的结果，与通过丝网目数为320目的丝网来进行浆料的印刷，在玻璃片得到上述的结果，其本身是存在着很多的区别的。在实际实验的过程中我们可以得到一个结论就是银包铜粉以及有机载体之间的配比，会对实验过程中浆料的黏度产生一个十分直接的影响，这种影响会直接的影响到浆料在进行印刷的过程中其自身的性能以及导电性。通过对实验数据进行分析可以知道，N1、N2、S1、S2的试样其结果都相对于清晰，但是其自身也存在着一定的、轻微的外渗的状态，会出现印记扩大的情况，由于银包铜粉其自身的含量过少，为此在其周围的浆料会出现被树脂包围而导致自身的导电性差黏度小，因此也会导致结果的边缘和印迹逐渐的扩大，最终的结果就是导致其所形成的结果自身的清晰度不够；而在N3、S3的试样结果是非常完整而且清晰的；而N4、N5、S9、S10的试样结果则在其自身存在着微量的缺块现象，由于这几个银包铜粉其自身的含量过多，并且其自身的树脂含量也在不断的进行减少，就会直接的导致部分导电的粒子其本身疏散地分散在整个浆料的内部，导致其自身的黏度出现过大的现象，在进行印刷的过程中，虽然其自身的印刷轮廓是十分清晰可见的，但是由于黏度过大就会导致浆料与丝网出现粘连的情况，因此会出现实验结果印迹不均匀的情况，并且也十分容易出现缺漏。由此可见，利用320目丝网所来进行浆料的印刷存在少量的丝网印记以及容易出现缺块的现象，而利用250目丝网来进行印刷其自身所出现的实验结果则是清晰的、完整的效果十分好的，为此在实际应用的过程中可以选择250目丝网来进行印刷，更好的帮助工业的使用，提高其自身的稳定性。

2.2 丝网的数目以及抗老化的机理

根据实验数据可以知道，在进行实验的过程中利用不同的目数的银包铜粉体丝网其所印刷出来的导电膜的电阻，自身会随着时间的变化而出现一定的变化，可以利用实验数据来画出其随着时间的变化的趋势及其相关的拟合曲线。根据对曲线的分析和观察可以知道，利用320目丝网来进行印刷所能够制得的导电膜的电阻比起利用250目丝网来进行印刷所能够制得的导电膜的电阻更大，并且其自身的变化趋势也相对于更加的明显；在实验中可以知道利用250目丝网所印刷制得的导电膜其自身的电阻较小，且其自身的变化趋势相对于比较平缓。其主要的原因就是在320目丝网中其目数大而且其自身的网孔小，就会导致浆料其自身的通透性更差，同时在进行印刷的过程中其自身的印刷力度也会不断的进行增加，同时也会出现随着浆料粘度在不断的增大在进行印刷的过程中更加的难以印刷，因此，在呈现图像的时候就会出现缺块或者出现不完整的情况，不能形成一个十分连续的导电膜层，且同一导的电膜层其自身的电阻也同样不是很稳定；在实验的过程中随着丝网目数的减小，网孔开始逐渐的变大，250目的浆料其自身的透过性相对于320目的更好，其在进行印刷的时候实验结果清楚且平滑，丝网印记能够完整的形成一个连续的导电膜层，并且其自身的电阻较小，其自身的导电性能也相对好。由此可以知道，250目的丝网在进行印刷的电子浆料过程中其自身的导电性相较 320目丝网的更好。将实验结果放置在室温下，经过120d后电阻的变化趋势逐渐的变成了平缓，并且银包铜粉的电子浆料其自身的电阻变化率仅仅是23.2%，这就直接说明其自身具备了良好，且稳定的性能，实验结果如图1和2所示。

图1 不同固含量浆料的微观形貌

图2 实验结果

3 结语

（1）在流平的时间以及固化的时间为20min，要求固化的温度为68℃-70℃之间，同时要求银包铜的质量分数可以达到50%左右，在印刷丝网的目数达到250目的时候银包铜粉的电子浆料其自身的导电性可以达到最佳的状态，其自身的电阻达到了1.3Ω。

（2）利用氧化动力学对实验进行分析，可以知道银包铜粉电子浆料在其进行固化之后所制备出的导电膜层其自身是具有十分优异的抗老化性的。

（3）在实验结束之后将所制备的银包铜导电膜在常温的条件下进行放置，在其稳定的时候对其进行抽样测量得到其自身的电阻值，在120天内电阻变化率仅仅是23.1%，其自身是具有十分良好的稳定性的，能够满足工业的需求。