《厚膜導(dǎo)體材料》課件

厚膜導(dǎo)體材料簡介厚膜導(dǎo)體材料是一種新型電子材料,通過特殊的制備工藝形成具有良好導(dǎo)電性的薄膜層。這種材料在電子器件制造、電磁屏蔽等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。讓我們一起了解它的特點和應(yīng)用。導(dǎo)言課程概述本課程將深入探討厚膜導(dǎo)體材料的分類、性能特點及其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，幫助同學(xué)們?nèi)媪私膺@一重要的電子材料。厚膜技術(shù)的重要性厚膜技術(shù)作為一種重要的電子集成技術(shù),在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。掌握厚膜導(dǎo)體材料的知識對于電子工程師至關(guān)重要。課程目標系統(tǒng)掌握厚膜導(dǎo)體材料的分類及特點深入了解主要厚膜導(dǎo)體材料的成分、性能及制備工藝掌握厚膜導(dǎo)體材料在電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用厚膜技術(shù)概述厚膜技術(shù)是一種基于漿料的電子電路制造工藝,通過在基板上涂覆厚度在1-100微米之間的各種功能性漿料,經(jīng)過燒結(jié)等后處理工藝形成電子電路元器件的一種新興技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的薄膜技術(shù),厚膜技術(shù)具有成本低、制造簡單、厚度可調(diào)、材料選擇范圍廣等優(yōu)點。厚膜導(dǎo)體材料的分類1按材料成分劃分包括銀基、銅基、銀鈀基和銥基等不同種類的厚膜導(dǎo)體材料。2按制備工藝劃分可通過印刷、漿料涂覆、噴鍍等工藝制備而成。3按應(yīng)用領(lǐng)域劃分廣泛應(yīng)用于印刷電路板、混合集成電路、傳感器和顯示設(shè)備等領(lǐng)域。4按性能指標劃分包括導(dǎo)電性、耐腐蝕性、機械強度等多方面指標。銀基厚膜導(dǎo)體材料合金成分銀基厚膜導(dǎo)體材料主要由銀元素與少量其他金屬元素構(gòu)成的合金組成。高導(dǎo)電性銀作為貴金屬之一具有極高的電導(dǎo)率,可以為厚膜導(dǎo)體材料提供優(yōu)秀的電導(dǎo)性能。良好穩(wěn)定性銀基厚膜導(dǎo)體材料在高溫工作條件下具有出色的熱穩(wěn)定性,可確保持久可靠的使用。銀基厚膜導(dǎo)體材料的成分銀是銀基厚膜導(dǎo)體材料的主要組成成分,通常占到70%以上。銀具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和遷移速度,可確保厚膜電路的低電阻和高頻特性。玻璃作為粘結(jié)劑,使銀粒子粘結(jié)在基板上。玻璃成分的種類和含量會影響厚膜的機械強度、附著力和絕緣性能。助熔劑如鈣、鎂、鋁等,可降低銀的熔點和助力銀與基板的結(jié)合。同時也能調(diào)節(jié)厚膜的流動性和粘度特性。銀基厚膜導(dǎo)體材料的性能銀基厚膜導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，如高電導(dǎo)率、低接觸電阻等。其膨脹系數(shù)與陶瓷基板相匹配，燒結(jié)溫度相對較低，有利于制造工藝。這些特點使其在混合集成電路、傳感器等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。銀基厚膜導(dǎo)體材料的制備工藝1漿料混合將銀粉、玻璃粉、有機粘合劑和溶劑等原料進行精密混合,制備出性能穩(wěn)定的銀基漿料。2印刷與干燥采用網(wǎng)印、刮刀印等工藝將銀基漿料印刷在基片表面,然后在恰當?shù)臏囟认逻M行干燥。3燒結(jié)與整形在高溫下燒結(jié),使?jié){料中的有機物分解,使金屬銀粒子結(jié)合成連續(xù)導(dǎo)電層。最后進行機械整形。銅基厚膜導(dǎo)體材料成分銅基厚膜導(dǎo)體材料主要由純銅或銅合金構(gòu)成,具有良好的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率?？商砑由倭康闹蹌┖驼辰Y(jié)劑來改善導(dǎo)體的工藝性能。性能相比于銀基材料,銅基厚膜材料電導(dǎo)率略有下降,但成本較低?？筛鶕?jù)應(yīng)用需求調(diào)整材料成分,優(yōu)化其導(dǎo)電性、機械強度和耐腐蝕性能。銅基厚膜導(dǎo)體材料的成分80%銅含量銅基厚膜導(dǎo)體材料主要由80%以上純銅組成。10%玻璃膠結(jié)劑添加約10%的玻璃膠結(jié)劑以提高機械強度。10%助熔劑還添加約10%的助熔劑提高燒結(jié)性能。銅基厚膜導(dǎo)體材料的性能導(dǎo)電性同銀基材料相當，約為銅的93%機械強度導(dǎo)體層薄，易受基片影響，強度較低耐腐蝕性在空氣中較易氧化,需要保護層或表面處理成本銅價相對便宜,成本較銀基材料更低銅基厚膜導(dǎo)體材料的制備工藝1成分配比精確控制銅粉等金屬成分比例2漿料制備將成分均勻混合并制成穩(wěn)定的導(dǎo)體漿料3印刷成型采用絲網(wǎng)印刷等工藝在基板上形成導(dǎo)體圖案4燒結(jié)處理在高溫下熔融燒結(jié),形成致密的導(dǎo)體層銅基厚膜導(dǎo)體材料的制備核心在于精準控制金屬成分配比,采用穩(wěn)定的漿料制備工藝,并通過高溫?zé)Y(jié)來形成導(dǎo)電性良好的厚膜層。整個制備過程需要嚴格的工藝控制和質(zhì)量管理,以確保最終產(chǎn)品的可靠性和性能。銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料組成成分銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料主要由銀（Ag）和鈀（Pd）兩種金屬組成，可根據(jù)特定應(yīng)用需求調(diào)整這兩種元素的配比。優(yōu)異性能該材料具有良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于電子電路、傳感器和微電子器件領(lǐng)域。制備工藝采用化學(xué)共沉淀、機械合金化等方法制備銀鈀合金粉末，然后通過漿料調(diào)配、印刷及燒結(jié)工藝制成厚膜導(dǎo)體層。銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料的成分60%銀銀是主要成分,提供優(yōu)異的導(dǎo)電性能。40%鈀添加鈀可以提高材料的抗氧化性能。1-3%其他成分添加少量的其他金屬元素可調(diào)節(jié)材料性能。銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料的性能銀鈀基厚膜其他厚膜材料銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料性能優(yōu)秀,電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率較高,耐腐蝕性和焊接性能更優(yōu)異。工藝適應(yīng)性強,可廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品制造。銀鈀基厚膜導(dǎo)體材料的制備工藝原料配比根據(jù)所需導(dǎo)電性能和成本要求,配制合適比例的銀粉和鈀粉。漿料制備將配好的金屬粉與粘結(jié)劑和溶劑混合,攪拌均勻制成漿料。印刷涂覆利用絲網(wǎng)印刷或刮刀涂覆的方式,將漿料均勻涂覆在基板表面。燒結(jié)固化在特定溫度和環(huán)境下進行高溫?zé)Y(jié),使金屬顆?；ハ嘟Y(jié)合形成連續(xù)導(dǎo)電層。銥基厚膜導(dǎo)體材料化學(xué)成分銥基厚膜導(dǎo)體材料主要由金屬銥和少量添加劑組成。添加劑可以改善材料的性能。熱穩(wěn)定性銥具有很高的熔點和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性,使厚膜導(dǎo)體材料能在高溫環(huán)境下長期可靠運行。導(dǎo)電性能銥具有出色的導(dǎo)電性,厚膜導(dǎo)體材料可實現(xiàn)高電流載荷和低電阻接觸。銥基厚膜導(dǎo)體材料的成分銥基厚膜導(dǎo)體材料的主要成分包括純銥或銥合金。銥具有極高的熔點、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫氧化性能。在這種材料中,還可添加少量助熔劑和助燒劑,如鉛化合物、硅化合物等,以提高材料的燒結(jié)性和電學(xué)性能。銥基厚膜導(dǎo)體材料的性能2100熔點高達2100攝氏度的極高熔點1.5電阻率僅為銀基材料電阻率的1.5倍20M耐蝕性在20M小時內(nèi)幾乎無腐蝕損壞銥基厚膜導(dǎo)體材料的制備工藝1原料預(yù)處理精密清洗和挑選優(yōu)質(zhì)原材料2配料與混合精確配比金屬粉末和助劑3漿料制備通過磨漿和分散獲得均勻漿料4印刷與燒結(jié)精密印刷后在高溫下燒結(jié)固化銥基厚膜導(dǎo)體材料的制備工藝包括原料預(yù)處理、配料與混合、漿料制備以及印刷與燒結(jié)四個主要步驟。在每個環(huán)節(jié)都需要嚴格控制工藝參數(shù),確保材料成分均勻、微結(jié)構(gòu)致密,從而獲得優(yōu)異的電性能和可靠性。厚膜導(dǎo)體材料的應(yīng)用領(lǐng)域印刷電路板應(yīng)用厚膜導(dǎo)體材料廣泛應(yīng)用于制造印刷電路板,提供可靠的電路連接和布線。利用厚膜工藝可以實現(xiàn)高密度和微型化的設(shè)計?；旌霞呻娐窇?yīng)用厚膜導(dǎo)體材料在混合集成電路中扮演重要角色,能實現(xiàn)電阻、電容和電感等無源元件的集成,提高電路性能和可靠性。傳感器和執(zhí)行器應(yīng)用厚膜技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造各種傳感器和執(zhí)行器,如溫度傳感器、壓力傳感器和電機驅(qū)動器等,滿足工業(yè)自動化的需求。顯示設(shè)備應(yīng)用厚膜導(dǎo)體材料在液晶顯示、電子紙和有機發(fā)光二極管等顯示設(shè)備中發(fā)揮重要作用,為高性能顯示提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。印刷電路板應(yīng)用高密度布線厚膜導(dǎo)體材料能夠在印刷電路板上實現(xiàn)高密度的布線和互連,支持更小巧的電子設(shè)備設(shè)計。低成本制造與傳統(tǒng)銅導(dǎo)體相比,厚膜導(dǎo)體材料的制造工藝更簡單、成本更低,適合大批量生產(chǎn)?；旌霞呻娐窇?yīng)用高性能厚膜導(dǎo)體材料可以支持高速、高頻的混合集成電路設(shè)計,滿足高性能要求。高集成度厚膜工藝能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的電路布局和高度集成,大幅提高電路性能和功能?？煽啃愿吆衲?dǎo)體材料具有優(yōu)異的機械、熱、電性能,確保混合集成電路長期穩(wěn)定運行。傳感器和執(zhí)行器應(yīng)用工業(yè)自動化厚膜導(dǎo)體材料廣泛應(yīng)用于工廠自動化系統(tǒng)中的傳感器和執(zhí)行器,如溫度傳感器、壓力傳感器和電動閥門。車載電子設(shè)備從發(fā)動機控制到胎壓監(jiān)測,厚膜導(dǎo)體材料是車載電子系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。醫(yī)療設(shè)備通過厚膜印刷技術(shù),可以制造出高度集成的生物傳感器和微型執(zhí)行器,應(yīng)用于各種醫(yī)療診斷和治療設(shè)備。消費電子產(chǎn)品從智能手機到可穿戴設(shè)備,厚膜導(dǎo)體材料是提供各種感應(yīng)和驅(qū)動功能的重要基礎(chǔ)。顯示設(shè)備應(yīng)用LCD面板和觸摸屏厚膜導(dǎo)體材料廣泛應(yīng)用于LCD面板和觸摸屏,提供電路互聯(lián)和柔性線路。相比傳統(tǒng)金屬,其更佳的導(dǎo)電性有助于提高顯示性能。OLED面板銀基和銥基厚膜材料用于OLED面板的電極和引線,確保優(yōu)異的導(dǎo)電性和可靠性。整體提升OLED面板的工藝良率和使用壽命。電子墨水顯示銅基和銀鈀基厚膜材料廣泛應(yīng)用于電子墨水顯示設(shè)備的柔性電路,實現(xiàn)低功耗和良好的導(dǎo)電性能。未來發(fā)展趨勢集成化趨勢未來,厚膜導(dǎo)體材料將朝著更加集成化、微型化的發(fā)展方向,以適應(yīng)電子產(chǎn)品小型化、輕量化的需求。高性能趨勢隨著新材料和新工藝的持續(xù)創(chuàng)新,厚膜導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性、耐高溫性、抗腐蝕性等性能將不斷提高。綠色環(huán)保趨勢厚膜導(dǎo)體材料的