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、電子技術于一身的高技術電子功能材料，被視為部件封裝、電極和互連的關鍵材料，主要用于制造集成電路、電阻器、電容器、導體油墨、太陽能電池電極、印刷及高分辨率導電體、導電膠、敏感元器件及其它電子元器件，廣泛應用于航空、化工、印刷、建筑以及軍事等各個領域，在當今的信息時代具有無可替代的地位。

電子漿料按性質和用途可主要分為：電阻漿料、介質漿料、絕緣漿料、包裝漿料、導電漿料，目前對電子漿料的研究主要集中在導電漿料方面，以滿足隨著電子信息技術的發展，電子產品的高集成化、輕量化、智能化、綠色化等方向的高應用需求。

導電漿料的構成

導電漿料主要由導電相、黏結相和液體載體３部分組成，經混合攪拌、三輥軋制后形成均勻膏狀物，通過絲網印刷技術印刷于玻璃片或陶瓷基片上，經激光、高溫燒結或烘干等固化工藝制成厚度為幾微米到數十微米的膜層。

導電漿料的組成

導電漿料中各組分的分類和作用

常用導電漿料的種類

以導電相分類，目前所用合金導電相主要為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，幾乎無法實現規模化生產，因此，目前常用的導電漿料主要為高導電性純金屬導電相所制備。

1.金導體漿料

以金作為主要功能相的導電漿料性能優良，導電性好，細線分辨率高，具有印刷性能優良，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點。

金導電漿料通常被用于多層布線導體、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。雖然金導電漿料性能優異，但由于金價昂貴，使得金導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電漿料性能最為優異。

金漿料常用于半導體厚膜集成電路片硅、鍺材料的共晶連接

2.銀導體漿料

雖然金導電漿料性能優異，但價格昂貴一直是其應用的桎梏，因此，在電子工業中，性價比更高的銀及其化合物作為功能相的導電漿料的研究與應用最為廣泛，在上千種電子漿料產品中，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生電子遷移，使導電性能降低，影響器件的使用壽命，這是銀導電漿料在電子產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電性能，合理控制導電銀粉微米顆粒和納米顆粒的級配能制備出燒結更致密、導電性更好的導電漿料。

作為導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，同時減少銀導電漿料中銀粉的用量，降低生產成本，銀粉一方面朝著片狀和納米級銀粉方向發展，另一方面通過在銀粉中摻雜賤金屬（Ni、Al、Cu等）或其他導電物質，與銀粉末制成混合粉末或復合粉末，減少貴金屬銀粉的用量，降低漿料生產成本。

不同形貌的銀粉

3.銅導體漿料

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，導電性能 與銀相近，且具有優良的耐遷移性能。但是銅化學性質較活潑，在空氣或高溫環境中極易被氧化生成難以導電的氧化銅或氧化亞銅，導致電阻率增大。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：一是在銅表面進行有機物包覆；二是對銅進行酸洗處理；三是在銅粉末表面包覆上一層不活潑金屬；四是有機磷化。銀包銅導電漿料被視為一種低成本、高安全性的復合型金屬導電漿料替代方案，在柔性印刷電子以及光伏領域有廣闊的應用前景。

Ag包覆銅顆粒以及玻璃包覆Ag/Cu顆粒

4.碳系導體漿料

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

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

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電填料具有極大的發展潛力和良好的應用前景，但是其本身的分散性和穩定性還有待改善，同時因為成本昂貴，新型碳系漿料目前并未形成大規模量產與應用。

總結

目前，雖然有各種新的導電漿料在研究開發，但工業上實際應用的導電漿料仍然是銀基漿料占據了絕大部分市場，因此銅導電漿料的開發、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電相決定，但同時也受到黏結相、液體載體等多方面的共同作用。目前漿料導電相正逐漸從單一成分向復合成分轉變；黏結相和液體載體在增強漿料力學性、流變性等特性的同時也正向高導電性，良好的環保性等方面發展。開發新型環保型高性能、低成本漿料是當前社會發展的必然要求，因此，開發高性能賤金屬導電相、碳系導電相、低熔點金屬黏結相以及水基載體都將成為熱點方向。

參考來源：

1. 導電漿料的研究現狀與發展趨勢，周宗團、左文婧、何炫、張學碩、高浩斐、王鈺凡、屈銀虎（西安工程大學機電工程學院、西安工程大學材料工程學院）；

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

3. 低溫共燒陶瓷用玻璃包覆銅導電漿料的制備及性能，張寶強（天津大學）。

粉體圈小吉

本文為粉體圈原創作品，未經許可，不得轉載，也不得歪曲、篡改或復制本文內容，否則本公司將依法追究法律責任。