電子漿料是一種由固體粉末和有機溶劑均勻混合的膏狀物，作為集冶金、化工、電子技術(shù)于一身的高技術(shù)電子功能材料，被視為部件封裝、電極和互連的關(guān)鍵材料，主要用于制造集成電路、電阻器、電容器、導(dǎo)體油墨、太陽能電池電極、印刷及高分辨率導(dǎo)電體、導(dǎo)電膠、敏感元器件及其它電子元器件，廣泛應(yīng)用于航空、化工、印刷、建筑以及軍事等各個領(lǐng)域，在當(dāng)今的信息時代具有無可替代的地位。

電子漿料按性質(zhì)和用途可主要分為：電阻漿料、介質(zhì)漿料、絕緣漿料、包裝漿料、導(dǎo)電漿料，目前對電子漿料的研究主要集中在導(dǎo)電漿料方面，以滿足隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品的高集成化、輕量化、智能化、綠色化等方向的高應(yīng)用需求。

導(dǎo)電漿料的構(gòu)成

導(dǎo)電漿料主要由導(dǎo)電相、黏結(jié)相和液體載體３部分組成，經(jīng)混合攪拌、三輥軋制后形成均勻膏狀物，通過絲網(wǎng)印刷技術(shù)印刷于玻璃片或陶瓷基片上，經(jīng)激光、高溫?zé)Y(jié)或烘干等固化工藝制成厚度為幾微米到數(shù)十微米的膜層。

導(dǎo)電漿料的組成

導(dǎo)電漿料中各組分的分類和作用

常用導(dǎo)電漿料的種類

以導(dǎo)電相分類，目前所用合金導(dǎo)電相主要為Pt/Au、Ag/Pd等，Au、Pt、Pd價格是Ag的幾百倍，是Cu的幾千到幾萬倍，價格極高，幾乎無法實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，因此，目前常用的導(dǎo)電漿料主要為高導(dǎo)電性純金屬導(dǎo)電相所制備。

1.金導(dǎo)體漿料

以金作為主要功能相的導(dǎo)電漿料性能優(yōu)良，導(dǎo)電性好，細(xì)線分辨率高，具有印刷性能優(yōu)良，膜層表面平整，背光孔隙度小，膜邊沿收縮率小以及切面密度高等優(yōu)點。

金導(dǎo)電漿料通常被用于多層布線導(dǎo)體、氣敏元件、微波混合集成電路以及大功率晶體管芯片和引線框架等高可靠性、高密度的厚膜集成電路中。雖然金導(dǎo)電漿料性能優(yōu)異，但由于金價昂貴，使得金導(dǎo)電漿料的使用受到限制。

一般形貌為球形或類球形、振實密度高、粒徑在微米或亞微米的金粉制備的導(dǎo)電漿料性能最為優(yōu)異。

金漿料常用于半導(dǎo)體厚膜集成電路片硅、鍺材料的共晶連接

2.銀導(dǎo)體漿料

雖然金導(dǎo)電漿料性能優(yōu)異，但價格昂貴一直是其應(yīng)用的桎梏，因此，在電子工業(yè)中，性價比更高的銀及其化合物作為功能相的導(dǎo)電漿料的研究與應(yīng)用最為廣泛，在上千種電子漿料產(chǎn)品中，約80%采用各類銀粉作為主體功能相。

在眾多貴金屬中，銀價格相對低廉，有利于控制成本；同時銀層能在陶瓷表面形成連續(xù)致密的均勻薄層，對陶瓷表面具有強大的附著力，因此，在相同面積、厚度的陶瓷導(dǎo)電層中，銀電極所得的電容量比其他電極材料都要大。

但銀在電場作用下會產(chǎn)生電子遷移，使導(dǎo)電性能降低，影響器件的使用壽命，這是銀導(dǎo)電漿料在電子產(chǎn)品使用中的一大缺陷，目前主要通過改善銀粉微粒尺 寸、形貌等方法來提高銀漿的導(dǎo)電性能，合理控制導(dǎo)電銀粉微米顆粒和納米顆粒的級配能制備出燒結(jié)更致密、導(dǎo)電性更好的導(dǎo)電漿料。

作為導(dǎo)電漿料中最為普遍的一類，銀漿料為了避免其中銀遷移的自身缺陷，同時減少銀導(dǎo)電漿料中銀粉的用量，降低生產(chǎn)成本，銀粉一方面朝著片狀和納米級銀粉方向發(fā)展，另一方面通過在銀粉中摻雜賤金屬（Ni、Al、Cu等）或其他導(dǎo)電物質(zhì)，與銀粉末制成混合粉末或復(fù)合粉末，減少貴金屬銀粉的用量，降低漿料生產(chǎn)成本。

不同形貌的銀粉

3.銅導(dǎo)體漿料

相較于其他金屬類填料，銅粉作為賤金屬，來源廣泛，價格低廉，導(dǎo)電性能 與銀相近，且具有優(yōu)良的耐遷移性能。但是銅化學(xué)性質(zhì)較活潑，在空氣或高溫環(huán)境中極易被氧化生成難以導(dǎo)電的氧化銅或氧化亞銅，導(dǎo)致電阻率增大。因此目前對銅電子漿料的研究主要集中在解決氧化問題上。

目前常見有四種銅表面改性方法：一是在銅表面進(jìn)行有機物包覆；二是對銅進(jìn)行酸洗處理；三是在銅粉末表面包覆上一層不活潑金屬；四是有機磷化。銀包銅導(dǎo)電漿料被視為一種低成本、高安全性的復(fù)合型金屬導(dǎo)電漿料替代方案，在柔性印刷電子以及光伏領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

Ag包覆銅顆粒以及玻璃包覆Ag/Cu顆粒

4.碳系導(dǎo)體漿料

除了以金屬、金屬氧化物作為導(dǎo)電填料外，常用的還有碳系導(dǎo)電填料，包括炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管等。隨著印刷電子的不斷發(fā)展，新型碳系導(dǎo)電填料逐漸成為新的研究與應(yīng)用熱點，其中碳納米管和石墨烯就是兩種較為理想的優(yōu)質(zhì)填料。

碳納米管管壁以碳六元環(huán)為基本骨架，長徑比可達(dá)到1000以上，具備良好的導(dǎo)電性、力學(xué)性能，易于搭建導(dǎo)電通路；石墨烯是單原子層的二維納米材料，機械強度大，具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，電導(dǎo)率為10⁸S/m，比金屬銅和銀更優(yōu)。

蘇州納米所柔性印刷碳納米管電路

碳納米管和石墨烯作為新型碳系導(dǎo)電填料具有極大的發(fā)展?jié)摿土己玫膽?yīng)用前景，但是其本身的分散性和穩(wěn)定性還有待改善，同時因為成本昂貴，新型碳系漿料目前并未形成大規(guī)模量產(chǎn)與應(yīng)用。

總結(jié)

目前，雖然有各種新的導(dǎo)電漿料在研究開發(fā)，但工業(yè)上實際應(yīng)用的導(dǎo)電漿料仍然是銀基漿料占據(jù)了絕大部分市場，因此銅導(dǎo)電漿料的開發(fā)、研究和性能提升，具有極大的實際意義和市場價值。

此外，電子漿料的性能在很大程度上由導(dǎo)電相決定，但同時也受到黏結(jié)相、液體載體等多方面的共同作用。目前漿料導(dǎo)電相正逐漸從單一成分向復(fù)合成分轉(zhuǎn)變；黏結(jié)相和液體載體在增強漿料力學(xué)性、流變性等特性的同時也正向高導(dǎo)電性，良好的環(huán)保性等方面發(fā)展。開發(fā)新型環(huán)保型高性能、低成本漿料是當(dāng)前社會發(fā)展的必然要求，因此，開發(fā)高性能賤金屬導(dǎo)電相、碳系導(dǎo)電相、低熔點金屬黏結(jié)相以及水基載體都將成為熱點方向。

參考來源：

1. 導(dǎo)電漿料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，周宗團(tuán)、左文婧、何炫、張學(xué)碩、高浩斐、王鈺凡、屈銀虎（西安工程大學(xué)機電工程學(xué)院、西安工程大學(xué)材料工程學(xué)院）；

2. 低成本銀包覆銅導(dǎo)電漿料的可控制備及其在太陽能電池中的應(yīng)用，劉徐遲（上海交通大學(xué)）；

3. 低溫共燒陶瓷用玻璃包覆銅導(dǎo)電漿料的制備及性能，張寶強（天津大學(xué)）。

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