热压烧结纳米银图案显微组织和导电性能研究

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)以及四探针法对不同压力辅助烧结的纳米银直写导电图案显微组织和电学性能进行了研究。结果表明:导电墨水的导电颗粒为金属单质银。未经压力辅助烧结的直写导电图案呈深灰色;显微组织为高低不平的多层结构,颗粒排列松散,不具备导电性能。压力辅助烧结的电路呈现明显的金属光泽,显微组织结构平整,颗粒之间形成明显的烧结颈,具有较优良的导电性能。导电图案的电阻率随着烧结压力的增加而减小,烧结压力由5 MPa升高至30 MPa,电阻率由21×10~(–6)?·cm减小为11.2×10~(–6)?·cm。导电图案的导电机制为电子隧道效应。     

基于反相微乳液体系制备低温烧结纳米银浆的工艺方法

采用span80-Triton X-100/正己醇/正庚烷/水相四元反相微乳液体系制备低温烧结纳米银浆,研究了span80与Triton X-100形成的复配表面活性剂对反相微乳液体系稳定性的影响,并分析成分含量对该体系增溶水量的影响。结果表明:span80与Triton X-100形成的复配表面活性剂表现出协同作用的特点;该复配表面活性剂最佳HLB值(亲水亲油平衡值)为10.63;且随着助表面活性剂正己醇含量的增加,体系增溶水量先增大后减小;最终得到银颗粒粒径约20 nm的低温烧结纳米银浆。     

纳米银及其导电浆料的制备与研究

以聚丙烯酸铵为保护剂,水合肼或葡萄糖为还原剂,采用液相化学还原法成功制备了单分散的纳米银颗粒.利用透射电子显微镜,X射线衍射对样品的形貌和结构进行了分析.利用紫外-可见分光光度计对纳米银溶胶的粒径大小分布及其稳定性进行了分析.把制得的纳米银分散在一定量丙三醇中,涂在载玻片上并烧结,对其表面性能进行分析.研究结果表明,所制备的纳米银溶胶的稳定性较好,氨水及还原剂的种类对纳米银的粒径和形貌有重要的影响.以水合肼为还原剂制得的纳米银的平均粒径为10 nm,粒径分布在6 nm到15 nm.烧结后的纳米银的表面形状较好,具有良好的导电性,其体积电阻率约为3.5×10-5Ω·cm.     

无铅银浆烧结工艺与导电性能研究

制备了无铅低温玻璃粉,将其与银粉和有机载体混合配制成无铅导电银浆并烧结。通过SEM和EDX观察浆料烧结银膜的形貌并进行成分分析,用四探针测试仪测量烧结银膜的电阻率,讨论了浆料成分配比、烧结时间、烧结温度等方面对银膜导电性能的影响。确定了无铅导电银浆的最佳配比为:质量分数w(银粉)72%,w(玻璃粉)3%和w(有机载体)25%,最佳烧结温度为580℃,最佳保温时间为5min。     

纳米银导电墨水的制备及烧结北大核心

通过液相化学还原法制备了纳米银颗粒,纯化后通过X射线衍射（XRD）和能量色散谱（EDS）分析证明得到了结构完整、较为纯净的纳米银颗粒。将其制备为纳米银导电墨水,墨水的粒度分布窄、平均粒径约为25 nm、分散性好,表面张力为32.13 dyn/cm（1 dyn/cm=0.001 N/m）、黏度为4.66 mPa·s,符合喷墨打印对于墨水的要求。将墨水喷印在聚酰亚胺（PI）基材上,分别在125,150,175,200和225℃下烧结30 min,然后测量导电线路的电阻率,发现150℃下烧结电阻率为5.72×10-4Ω·cm,已满足电子电路印刷需求,随着烧结温度的提升,电阻率也不断下降,225℃下烧结,电阻率达1.53×10-5Ω·cm;同时对其烧结过程进行了分析,探究了导电线路中不导电组分的挥发及纳米银的熔融程度对电阻率的影响。     

纳米银及其导电浆料的制备与研究

以聚丙烯酸铵为保护剂,水合肼或葡萄糖为还原剂,采用液相化学还原法成功制备了单分散的纳米银颗粒。利用透射电子显微镜,X射线衍射对样品的形貌和结构进行了分析。利用紫外-可见分光光度计对纳米银溶胶的粒径大小分布及其稳定性进行了分析。把制得的纳米银分散在一定量丙三醇中,涂在载玻片上并烧结,对其表面性能进行分析。研究结果表明,所制备的纳米银溶胶的稳定性较好,氨水及还原剂的种类对纳米银的粒径和形貌有重要的影响。以水合肼为还原剂制得的纳米银的平均粒径为10 nm,粒径分布在6 nm到15 nm。烧结后的纳米银的表面形状较好,具有良好的导电性,其体积电阻率约为3.5×10–5·cm。     

低温固化型银基浆料电性能的研究

用银粉、热固性环氧树脂、六氢苯酐和环氧改性剂制得了在180℃固化的银基浆料。研究了银粉含量、银粉比例、环氧树脂含量、硅烷偶联剂用量以及固化时间对银基浆料性能的影响。结果表明:银粉含量及形状、固化时间等均会影响浆料性能。当w(环氧树脂)为8%～10%;w(银粉)为65%～70%,ζ(片状银粉∶球状银粉)为8∶2;w(硅烷偶联剂)为6%;w(各种添加剂)为14%～22%;固化时间为15min时,浆料的体电阻率最小为2.25×10–5Ω·cm,方阻为7.03mΩ/□。     

纳米银粉的红外消光特性研究

在容积为20m3的烟箱中分别喷撒30g纳米银粉,通过测量其在不同时刻的激光透过率和烟幕质量浓度,测得纳米银粉对1.06μm近红外和10.6 μm远红外激光的质量消光系数分别为1.833 m2·g-1和1.474 m2·g-1;利用红外热像仪测试了纳米银粉在8～12μm波段对靶标红外热像的遮蔽效果.结果表明,纳米银粉对双波长红外激光系统、红外热像仪均具有显著的干扰作用,是一种极具潜力的宽波段烟幕干扰材料.     

低温共烧陶瓷内电极用导电银浆烧结匹配性能

采用优化后的玻璃粉配制成导电银浆,与MgSiO3-CaSiO3生瓷片共烧后形成导电厚膜,探讨了不同玻璃粉配方对所制厚膜的微观结构、热学性能、附着力、线膨胀系数和导电性能的影响,研究了导电银浆与基片低温共烧的匹配性能。结果表明,SiO2-Al2O3-B2O3-CaO-Li2O系玻璃粉配制的导电银浆低温共烧后获得的导电厚膜平滑、均匀、致密;随着该系玻璃粉中Li2O含量的增加,导电银浆的线胀系数逐渐降低;Li2O的质量分数为6%时,该浆料线胀系数最低,为18.482×10–6℃–1;Li2O的质量分数为2%时,导电厚膜与基片的线膨胀匹配性良好,导电性能最好,方阻为3.02 m?/□。     

液相还原法制取纳米银粉的研究

以硝酸银为原料,水为反应介质,聚乙烯吡咯烷酮为保护剂,甲酸铵作为还原剂,利用普通液相还原法常温一步直接制备得到平均粒径在10nm左右的纳米级银粉。采用XRD、EDS、TEM等测试手段,对所制得的纳米银粉进行了表征。并简要讨论了纳米银粉制备过程中的各类影响因素。     

低温烧结型银基浆料烧结膜孔洞率的研究

观察了低温烧结型银基浆料烧结膜的表面形貌,比较了有机载体含量对浆料烧结膜孔洞率的影响,分析了单一溶剂及混合溶剂有机载体所配浆料的TGA曲线。结果表明:采用混合溶剂可将浆料烧结膜的孔洞率从49.5%降低到21.6%。随着有机载体含量的增加,浆料烧结膜孔洞率增大。当w(有机载体)为21%时浆料可获得较佳的综合性能。     

厚膜PTC电阻烧结工艺的研究

研究厚膜PTC电阻的电性能随烧结工艺的变化规律，确定了在不同的烧结制度下的最佳烧结峰值温度。比较了两种烧结工艺条件下烧结的厚膜PTC电阻性能的差异。结果表明：厚膜PTC电阻对烧结温度敏感，随着烧结峰值温度上升，方阻Rs下降，电阻温度系数TCR上升；烧结工艺条件决定了厚膜PTC电阻的电性能，烧结工艺Ⅱ优于烧结工艺Ⅰ。本文运用液相烧结模型对实验结果进行了探讨。     

功率器件芯片互连用低温烧结铜基电子浆料研究进展

随着电力电子器件向着更高功率密度、更小体积和更高集成度等方向发展,特别是第三代半导体SiC和GaN功率芯片的应用,研究满足高功率密度、高工作电压、耐高温的功率器件封装用互连材料成为近年来的重要课题,开发低温连接、高温服役的高可靠性无铅互连材料具有重要意义.低温烧结铜基浆料具有价格低廉、导电导热性能好、抗电迁移等优点,是...     

低温烧结平面六方铁氧体的非线性磁性研究

介绍了低温烧结Y型平面六方铁氧体的非线性磁性能。采用固相反应法制备样品,使用HP4284A,配合HP42841A直流源,测试外加磁场对软磁铁氧体高频磁导率的调制特性。研究表明,随外磁场强度增加,材料的磁导率呈非线性下降。定义了磁性可调率,用以表征外磁场调制下磁导率的改变量,此参数与材料本身的磁性能和显微结构密切相关。随Zn含量升高,材料的磁导率和可调率同时上升,可调率最高可达50%以上。     

用于电子封装的纳米银浆低温无压烧结连接的研究

用纳米银浆在低温无压条件下烧结获得了铜与铜的互连,这一接头制造过程可以替代钎料应用于电子封装中。在150℃～200℃烧结温度下,接头强度为17 MPa～25 MPa,热导率为54 W/（m.K）～74 W/（m.K）。柠檬酸根作为保护层包覆在纳米颗粒表面起到稳定作用。保护层与纳米颗粒之间形成的化学键断裂是烧结过程发生的开始。通过透射电镜观察发现了一种新的由于有机保护层不完全分解产生的松塔状纳米银颗粒烧结再结晶形貌。讨论了这种再结晶形貌对接头导热性能产生的影响。     

激光烧结厚膜正温度系数热敏电阻浆料的研究

采用激光烧结厚膜电子浆料技术,在三氧化二铝陶瓷基板上制备厚膜正温度系数(PTC)热敏电阻.研究了激光工艺参数以及后续热处理温度对PTC热敏电阻线宽、形貌和性能的影响规律.激光烧结制得的厚膜PTC热敏电阻最小线宽为40 μm,电阻温度系数(TCR)可达2965×10-6/℃,其性能与传统的炉中烧结相当.激光功率密度和后续热处理温度对PTC热敏电阻方阻和电阻温度系数影响较大,并都存在一个最佳值.     

天线3D打印技术中的闪光烧结工艺

闪光烧结的辐照面积大,能量密度分布均匀,可以显著提高天线3D打印的生产效率。目前对闪光烧结工艺的研究较少,烧结机理及其影响因素认识不足。为解决上述问题,针对纳米银薄膜闪光烧结工艺过程建立了数值模型,研究了纳米银薄膜和基板的温度分布规律,揭示了辐照能量对烧结温度的影响规律。实验测量了烧结温度和电导率,电导率最高为3.09×107  S/m,验证了模型的准确性。利用喷墨打印和闪光烧结制备了微带天线,实测其中心频率为5.81 GHz,在中心频率处回波损耗为-24.5 dB,与设计值吻合较好。仿真和实验成果可以为闪光烧结工艺的应用提供理论指导。     

钙硼硅系玻璃陶瓷低温烧结研究

利用不同粒度的CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉料,制备了低温烧结的CBS玻璃陶瓷.研究了粉料粒度对CBS系玻璃陶瓷低温烧结的影响.实验表明,粉料粒度对粉料的玻璃化温度Tg的影响不明显,玻璃致密化开始于玻璃化温度Tg≈680℃,随着烧成温度升高,收缩率迅速增大;随着粉料粒度的减小,试样的烧结温度和显气孔率降低,体积密度、收缩率、热膨胀系数和抗折强度都增大.将粉料粒径中位值D50=2.34 μm的粉料采用流延工艺制得127 μm的生料带,运用优化烧成工艺,与银电极浆料在850℃共烧,表面平整,匹配良好,能在一定程度上满足低温共烧陶瓷(LTCC)用基板材料的要求.