導(dǎo)電銀漿銀遷移及預(yù)防

1、絲網(wǎng)印刷2005.1119絲網(wǎng)印刷2005.1119絲網(wǎng)印刷2005.11導(dǎo)電銀漿銀的遷移及預(yù)防19絲網(wǎng)印刷2005.1119絲網(wǎng)印刷2005.11所有的金屬中銀的電阻最低，而且氧化二 速度慢，氧化物也導(dǎo)電，盡管價(jià)格偏高，仍然是最早使用的導(dǎo)電膠印料之一，作為一種功能 性印料，在電子信息產(chǎn)品中被廣泛地采用。和導(dǎo)電 碳漿、導(dǎo)電銅漿相比，因其具有更良好的導(dǎo)電性能 而備受人們的關(guān)注和青睞，尤其適合作為薄膜按鍵 開關(guān)電路、觸摸面板和印制電路板的貫孔網(wǎng)版印刷 材料。迄今，用途最廣、用量大的電子漿料依然是 導(dǎo)電銀漿料，因此，A g遷移現(xiàn)象、遷移的原因以及 如何預(yù)防等一直是人們十分關(guān)注的問(wèn)題?！霸谌粘９ぷ髦?，

2、往往會(huì)岀現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：產(chǎn)品在岀廠檢驗(yàn) 時(shí)性能良好，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)完全合格，但用戶使用 一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)某些產(chǎn)品電阻增大，甚至岀現(xiàn)短路 自通現(xiàn)象。究其原因，這就是銀遷移作祟?！保ㄒ? 9 9 6年第2期絲網(wǎng)印刷雜志“薄膜開關(guān)導(dǎo)電油 墨及其應(yīng)用”）。所以，A g遷移現(xiàn)象眾所周知，A g 遷移產(chǎn)生的條件是存在濕氣和施加直流電壓，則導(dǎo) 體電極材料中 Ag將可能被離子化，并從陽(yáng)極經(jīng)介質(zhì) 內(nèi)部的微孔隙、裂縫或晶界層擴(kuò)散到陰極。如電容 器的絕緣電阻將由于Ag的遷移而下降，以致?lián)舸┗蚨搪?。銀遷移的問(wèn)題是導(dǎo)電銀漿在電子產(chǎn)品使用中 的一大缺憾，有人說(shuō)這也是銀漿材料天生的缺陷。Ag遷移的原因是多方面的，但主要可能由

3、于材料致 密程度不好，例如有微小孔隙、微小裂縫等存在，或 者存在過(guò)多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的玻璃料以及材料有吸濕性， 一旦吸收了濕氣，在電場(chǎng)和雜質(zhì)離子的作用下，濕 氣可以離解為 H+、O H-離子，首先 Ag +與0H-反 應(yīng)生成 AgO H，由于 AgO H極不穩(wěn)定，立即變成了 Ag2 0，而Ag2 O又經(jīng)過(guò)反應(yīng)：Ag2 0 +H2 OV= >2 AgOH<= >2Ag+ + OF 還原成 Ag而析出。除此之外，還有如材料的純度不 高，明顯地含有可離解的無(wú)機(jī)離子，漿料的制備和 燒結(jié)工藝等條件未達(dá)到規(guī)定的要求等。Ag的遷移在電氣和電子產(chǎn)品中成為問(wèn)題，這是早就知道的，而 且也己做了許多的研

4、究，有關(guān)防止銀離子遷移的對(duì)劉永慶策提出不少，如在銀漿中加入少量的添加物質(zhì)，如 氧化釩、銦、合成氟石等；在銀漿電路印刷完畢后， 再施印一層碳漿，進(jìn)行覆蓋限制銀離子的析岀；在 銀漿層的上下涂覆絕緣涂料，在上下夾層保護(hù)下阻 止水分的浸入；在銀漿中加入碳漿，因?yàn)樘嫉募尤?能對(duì)銀的遷移產(chǎn)生一定阻礙作用，但對(duì)導(dǎo)電性能會(huì) 產(chǎn)生一定的影響。為了很好地防止銀的遷移，雖然說(shuō)眼下最有效而且也最為現(xiàn)實(shí)的防止遷移的方法是控制導(dǎo)致銀發(fā) 生離子化的水分的存在，具體來(lái)說(shuō)就是把使用銀漿 的部件置于氣密條件下防止水分的入浸。除此之外， 國(guó)外一些主要漿料公司對(duì)A g漿料的合格檢驗(yàn)也相當(dāng)嚴(yán)格，單是離子雜質(zhì)一項(xiàng)的檢查，就規(guī)定了pH值、

5、鹵素元素、堿金屬、銨基、甲酸、乙酸、丙酮酸酯 離子以及雜質(zhì)離子總數(shù)等被檢驗(yàn)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。此外， 對(duì)A g漿料及其他漿料的燒結(jié)工藝條件，如環(huán)境濕 度、單位空間塵埃數(shù)以及受雜質(zhì)污染的程度等都有 嚴(yán)格的規(guī)定。由此可見，漿料的制備質(zhì)量和燒結(jié)工 藝條件都是影響離子遷移的不容忽視的因素。雖然當(dāng)前還不存在一種完全不發(fā)生銀的遷移的 銀漿料，但對(duì)防離子遷移的漿料的研究和開發(fā)已做 了許多的努力。下面介紹一下這方面的情況。1. 漿料用Ag粉的制備和處理金屬銀的微粒是導(dǎo)電銀漿的主要成分，銀微粒的大小與銀漿的導(dǎo)電性能有關(guān)。由于Ag粉對(duì)漿料的排膠性具有催化劑的作用（加熱除去坯樣中的塑化劑的過(guò) 程叫排膠），故可以使用粒度為O

6、.12卩皿、平均表面積為2 m 2/g的超細(xì)粉粒。采用氣流噴霧法制備的 Ag-Pd導(dǎo)電漿料，即使在2OO C和潮濕的條件下， 導(dǎo) 電性能也相當(dāng)穩(wěn)定，很少會(huì)由于離子遷移而造成短路。2. 介質(zhì)材料的致密化即使采用上述的應(yīng)用粒度為O. 12 卩m的超細(xì)介質(zhì)粉配制，也可能產(chǎn)生離子遷移，因?yàn)椴牧现?9絲網(wǎng)印刷2005.1119絲網(wǎng)印刷2005.11192005.11絲網(wǎng)印刷2005.11絲網(wǎng)印刷2005.11絲網(wǎng)印刷存在細(xì)顆粒以及玻璃料形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等因素，同樣 不能獲得致密的介質(zhì)膜，甚至?xí)a(chǎn)生離子遷移現(xiàn)象。由可逆吸收水分而導(dǎo)致離子遷移和氧化物的離解， 同樣是網(wǎng)版印刷電容器的一大難題，以往解決的辦 法是采

7、用諸如環(huán)氧樹脂、硅樹脂等有機(jī)物及玻璃料 等無(wú)機(jī)材料密封電容器，但密封工藝成本高。只有 深入研究使不吸水分的和吸收水分的介質(zhì)材料的自 身結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生離解作用，或者不會(huì)發(fā)生陽(yáng)極向陰極 的離子遷移。為此采取如下三種辦法。采用屏蔽 辦法使銀離子中性化，無(wú)法形成團(tuán)粒。由于銀粉粒 表面所帶電荷不同，分別用陽(yáng)離子和陰離子或陰離 子表面活性劑如羧酸酯、磺酸酯等進(jìn)行處理，使銀 離子電荷中性化或者表面電荷被屏蔽起來(lái)，這種中 性化的粉粒就不會(huì)形成顆粒了。用Pb (NO3) 2處理粉粒，提高漿料的排膠性能。因Pb (NO3) 2可分解出PbO，PbO通?？稍跓Y(jié)過(guò)程中熔解于玻璃，并 可提高玻璃的流動(dòng)性。在漿料中添加低軟

8、化溫度 的結(jié)晶玻璃料，可形成液相燒結(jié)，它有助于無(wú)機(jī)介 質(zhì)表面潤(rùn)濕，并可促進(jìn)燒結(jié)，促成玻璃變?yōu)榻Y(jié)晶無(wú) 機(jī)材料，這將使介質(zhì)燒結(jié)體中很少含有或者不含網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)的玻璃，從而使這種介質(zhì)成為高度致密的不 可逆吸水的鈣鈦礦一焦綠石復(fù)合結(jié)晶體，使離子遷 移難以產(chǎn)生。用這種漿料制備的電容器介質(zhì)具有密 封性和防潮性，其密封性不是通過(guò)包封工藝來(lái)解決 的，而是靠介質(zhì)漿料本身的致密化來(lái)保證的。3. 采用合金化導(dǎo)體電極用Ag粉、A g C u粉、其他金屬氧化物Y2 03或V 2 0 5和金屬有機(jī)化合物樹脂酸銅作導(dǎo)體電極。這種 無(wú)玻璃料金屬和合金漿料，具有防遷移、耐熱沖擊 和高附著強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。在漿料中采用無(wú)機(jī)離子-0H基團(tuán)

9、交換樹脂來(lái)避免金屬離子遷移現(xiàn)象?？刂茻Y(jié) 措施，只要選擇合適的金屬有機(jī)化合物和燒結(jié)條件， 就可以降低或升高這些金屬的致密化溫度，用那些 通常情況下致密化溫度不相一致的金屬或合金化導(dǎo) 體作電極，因?yàn)楹辖鸹瘜?dǎo)體電極能夠比單純金屬電 極更有效地防止離子遷移。(收稿日期： 2005-08-08)2005.11絲網(wǎng)印刷2005.11絲網(wǎng)印刷常用表面組裝材料彭鳴剛彭 譯2005.11絲網(wǎng)印刷2005.11絲網(wǎng)印刷裝材料是進(jìn)行表面組組裝工藝的基礎(chǔ)。不同的組裝工序采用不同的組裝材料。有時(shí)在同一組裝工序中，由于后 續(xù)工藝或組裝方式不同，所用材 料也有所不同。在采用波峰焊接 的場(chǎng)合，組裝時(shí)用粘接劑把元器 件預(yù)固定

10、在 PCB上。在 PCB兩面 都組裝 SMD時(shí)，即使采用再流焊 接，P CB上焊盤圖形中央也要涂 敷粘接劑，以便加強(qiáng)SMD的固定，防止組裝操作時(shí)SMD的移位和掉落。焊料是表面組裝中的重要結(jié) 構(gòu)材料，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合米用 不同類型的焊料。再流焊接時(shí)采 用焊膏，它是焊接材料，同時(shí)又能 預(yù)固定SMD。隨著再流焊接技術(shù) 的普及和組裝密度的不斷提高， 焊膏正在成為高度精細(xì)的電路組 裝材料，它是影響焊接質(zhì)量的關(guān) 鍵因素之一。在目前的技術(shù)條件 下，清洗是電路組裝工藝中不可 缺少的重要部分，而溶劑清洗仍 然是最有效的清洗方法，因此，各 種類型的溶劑就成了清洗工藝中 關(guān)鍵的工藝材料。、焊料焊料是電路組裝中最常用的傳統(tǒng)焊接材料。近年來(lái)隨著SMT的推廣應(yīng)用