导电银浆银迁移及预防

1、丝网印刷2005.1119丝网印刷2005.1119丝网印刷2005.11导电银浆银的迁移及预防19丝网印刷2005.1119丝网印刷2005.11所有的金属中银的电阻最低，而且氧化二 速度慢，氧化物也导电，尽管价格偏高，仍然是最早使用的导电胶印料之一，作为一种功能 性印料，在电子信息产品中被广泛地采用。和导电 碳浆、导电铜浆相比，因其具有更良好的导电性能 而备受人们的关注和青睐，尤其适合作为薄膜按键 开关电路、触摸面板和印制电路板的贯孔网版印刷 材料。迄今，用途最广、用量大的电子浆料依然是 导电银浆料，因此，A g迁移现象、迁移的原因以及 如何预防等一直是人们十分关注的问题。“在日常工作中，

2、往往会岀现这样一种现象：产品在岀厂检验 时性能良好，各项参数指标完全合格，但用户使用 一段时间后发现某些产品电阻增大，甚至岀现短路 自通现象。究其原因，这就是银迁移作祟。”（引自1 9 9 6年第2期丝网印刷杂志“薄膜开关导电油 墨及其应用”）。所以，A g迁移现象众所周知，A g 迁移产生的条件是存在湿气和施加直流电压，则导 体电极材料中 Ag将可能被离子化，并从阳极经介质 内部的微孔隙、裂缝或晶界层扩散到阴极。如电容 器的绝缘电阻将由于Ag的迁移而下降，以致击穿或短路。银迁移的问题是导电银浆在电子产品使用中 的一大缺憾，有人说这也是银浆材料天生的缺陷。Ag迁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、微小裂缝等存在，或 者存在过多的网状结构的玻璃料以及材料有吸湿性， 一旦吸收了湿气，在电场和杂质离子的作用下，湿 气可以离解为 H+、O H-离子，首先 Ag +与0H-反 应生成 AgO H，由于 AgO H极不稳定，立即变成了 Ag2 0，而Ag2 O又经过反应：Ag2 0 +H2 OV= >2 AgOH<= >2Ag+ + OF 还原成 Ag而析出。除此之外，还有如材料的纯度不 高，明显地含有可离解的无机离子，浆料的制备和 烧结工艺等条件未达到规定的要求等。Ag的迁移在电气和电子产品中成为问题，这是早就知道的，而 且也己做了许多的研

4、究，有关防止银离子迁移的对刘永庆策提出不少，如在银浆中加入少量的添加物质，如 氧化钒、铟、合成氟石等；在银浆电路印刷完毕后， 再施印一层碳浆，进行覆盖限制银离子的析岀；在 银浆层的上下涂覆绝缘涂料，在上下夹层保护下阻 止水分的浸入；在银浆中加入碳浆，因为碳的加入 能对银的迁移产生一定阻碍作用，但对导电性能会 产生一定的影响。为了很好地防止银的迁移，虽然说眼下最有效而且也最为现实的防止迁移的方法是控制导致银发 生离子化的水分的存在，具体来说就是把使用银浆 的部件置于气密条件下防止水分的入浸。除此之外， 国外一些主要浆料公司对A g浆料的合格检验也相当严格，单是离子杂质一项的检查，就规定了pH值、

5、卤素元素、碱金属、铵基、甲酸、乙酸、丙酮酸酯 离子以及杂质离子总数等被检验参数的标准。此外， 对A g浆料及其他浆料的烧结工艺条件，如环境湿 度、单位空间尘埃数以及受杂质污染的程度等都有 严格的规定。由此可见，浆料的制备质量和烧结工 艺条件都是影响离子迁移的不容忽视的因素。虽然当前还不存在一种完全不发生银的迁移的 银浆料，但对防离子迁移的浆料的研究和开发已做 了许多的努力。下面介绍一下这方面的情况。1. 浆料用Ag粉的制备和处理金属银的微粒是导电银浆的主要成分，银微粒的大小与银浆的导电性能有关。由于Ag粉对浆料的排胶性具有催化剂的作用（加热除去坯样中的塑化剂的过 程叫排胶），故可以使用粒度为O

6、.12卩皿、平均表面积为2 m 2/g的超细粉粒。采用气流喷雾法制备的 Ag-Pd导电浆料，即使在2OO C和潮湿的条件下， 导 电性能也相当稳定，很少会由于离子迁移而造成短路。2. 介质材料的致密化即使采用上述的应用粒度为O. 12 卩m的超细介质粉配制，也可能产生离子迁移，因为材料中19丝网印刷2005.1119丝网印刷2005.11192005.11丝网印刷2005.11丝网印刷2005.11丝网印刷存在细颗粒以及玻璃料形成网状结构等因素，同样 不能获得致密的介质膜，甚至会产生离子迁移现象。由可逆吸收水分而导致离子迁移和氧化物的离解， 同样是网版印刷电容器的一大难题，以往解决的办 法是采

7、用诸如环氧树脂、硅树脂等有机物及玻璃料 等无机材料密封电容器，但密封工艺成本高。只有 深入研究使不吸水分的和吸收水分的介质材料的自 身结构不产生离解作用，或者不会发生阳极向阴极 的离子迁移。为此采取如下三种办法。采用屏蔽 办法使银离子中性化，无法形成团粒。由于银粉粒 表面所带电荷不同，分别用阳离子和阴离子或阴离 子表面活性剂如羧酸酯、磺酸酯等进行处理，使银 离子电荷中性化或者表面电荷被屏蔽起来，这种中 性化的粉粒就不会形成颗粒了。用Pb (NO3) 2处理粉粒，提高浆料的排胶性能。因Pb (NO3) 2可分解出PbO，PbO通常可在烧结过程中熔解于玻璃，并 可提高玻璃的流动性。在浆料中添加低软

8、化温度 的结晶玻璃料，可形成液相烧结，它有助于无机介 质表面润湿，并可促进烧结，促成玻璃变为结晶无 机材料，这将使介质烧结体中很少含有或者不含网 状结构的玻璃，从而使这种介质成为高度致密的不 可逆吸水的钙钛矿一焦绿石复合结晶体，使离子迁 移难以产生。用这种浆料制备的电容器介质具有密 封性和防潮性，其密封性不是通过包封工艺来解决 的，而是靠介质浆料本身的致密化来保证的。3. 采用合金化导体电极用Ag粉、A g C u粉、其他金属氧化物Y2 03或V 2 0 5和金属有机化合物树脂酸铜作导体电极。这种 无玻璃料金属和合金浆料，具有防迁移、耐热冲击 和高附着强度等优点。在浆料中采用无机离子-0H基团

9、交换树脂来避免金属离子迁移现象。控制烧结 措施，只要选择合适的金属有机化合物和烧结条件， 就可以降低或升高这些金属的致密化温度，用那些 通常情况下致密化温度不相一致的金属或合金化导 体作电极，因为合金化导体电极能够比单纯金属电 极更有效地防止离子迁移。(收稿日期： 2005-08-08)2005.11丝网印刷2005.11丝网印刷常用表面组装材料彭鸣刚彭 译2005.11丝网印刷2005.11丝网印刷装材料是进行表面组组装工艺的基础。不同的组装工序采用不同的组装材料。有时在同一组装工序中，由于后 续工艺或组装方式不同，所用材 料也有所不同。在采用波峰焊接 的场合，组装时用粘接剂把元器 件预固定

10、在 PCB上。在 PCB两面 都组装 SMD时，即使采用再流焊 接，P CB上焊盘图形中央也要涂 敷粘接剂，以便加强SMD的固定，防止组装操作时SMD的移位和掉落。焊料是表面组装中的重要结 构材料，在不同的应用场合米用 不同类型的焊料。再流焊接时采 用焊膏，它是焊接材料，同时又能 预固定SMD。随着再流焊接技术 的普及和组装密度的不断提高， 焊膏正在成为高度精细的电路组 装材料，它是影响焊接质量的关 键因素之一。在目前的技术条件 下，清洗是电路组装工艺中不可 缺少的重要部分，而溶剂清洗仍 然是最有效的清洗方法，因此，各 种类型的溶剂就成了清洗工艺中 关键的工艺材料。、焊料焊料是电路组装中最常用的传统焊接材料。近年来随着SMT的推广应用