白銀在電子電器中應(yīng)用
電子電器是用銀量大的行業(yè),其使用分為電接觸材料、復(fù)合材料和焊接材料。銀和銀基電接觸材料可以分為:純 Ag類、銀合金類、銀-氧化物類、燒結(jié)合金類。全世界銀和銀基電接觸材料年產(chǎn)量約2900~3000t。復(fù)合材料是利用復(fù)合技術(shù)制備的材料,分為銀 合金復(fù)合材料和銀基復(fù)合材料。從節(jié)銀技術(shù)來看,銀復(fù)合材料是一類大有發(fā)展前途的新材料。銀的焊接材料如純銀焊料、銀—銅焊料等。
白銀一直是黃金的“影子”,但與黃金又有所不同。雖然白銀具備貴金屬屬性,但是其主要用途依然是體現(xiàn)在工業(yè)方面。國際白銀市場從2007年開始就一直處于供應(yīng)過剩狀態(tài)。世界白銀協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2012年全球白銀供應(yīng)總量為10.48億盎司,較2011年增加890萬盎司。其中,礦產(chǎn)量增長至7.87億盎司,較2011年上升3.8%,主要來自鉛鋅礦副產(chǎn)品輸出。主要銀礦供應(yīng)量同比增長1%,占全球銀礦產(chǎn)量的28%。其中,中國白銀總產(chǎn)量已經(jīng)世界。過去十年間,中國銀礦產(chǎn)量幾近上升。中國白銀產(chǎn)量連續(xù)以超過10%的速度增長。
白銀需求形勢:全球白銀消費(fèi)量為1056.8百萬盎司,較2009年增長了14.60%,從白銀消費(fèi)構(gòu)成來看,白銀的工業(yè)應(yīng)用和凈投資是白銀需求增加的主動力。白銀的工業(yè)應(yīng)用隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇而有所增長,白銀的工業(yè)應(yīng)用從2009年的403.8百萬盎司上揚(yáng)到2010年的487.4百萬盎司,漲幅達(dá)到20.70%;白銀的凈投資隨著投資興趣的提升也有了長足的發(fā)展,從2009年的120.7百萬盎司上揚(yáng)到2010年的178百萬盎司,漲幅達(dá)到47.47%。
當(dāng)銀粉含量不變時,電阻率在一定范圍內(nèi)隨著玻璃粉含量的逐漸增加,電阻率逐漸升高,導(dǎo)電性能越差。在漿料燒結(jié)過程中,隨著溫度升高,玻璃粉熔融,由于毛細(xì)作用浸潤并包裹銀顆粒,銀粉以銀離子的形式溶解在熔融的玻璃相。當(dāng)漿料中的玻璃粉含量很少時,銀粉由于缺少液相而不能鋪展在基板上,銀粒子傾向于沿垂直方向生長,導(dǎo)致銀粒子之間的接觸變差。當(dāng)玻璃粉含量增加到某一值時,玻璃粉能夠有效潤濕銀粉,使銀粉充分鋪展在基板上,銀粒子沿水平方向生長,銀粒子的接觸更加緊密,能夠有效形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)玻璃粉含量繼續(xù)增加,多余的玻璃粉就會聚集在表面上,導(dǎo)致電性能下降,電阻率增加。同時,當(dāng)玻璃粉含量過高時,有機(jī)載體的含量就越低,有機(jī)載體的含量直接影響到漿料的黏度,有機(jī)載體的含量越低,漿料的黏度越高,在印刷的過程中,漿料的流平性很差,不利于漿料分布均勻,銀粉與玻璃粉容易成團(tuán)聚態(tài)。
導(dǎo)電銀漿分為兩類:
①聚合物銀導(dǎo)電漿料(烘干或固化成膜,以有機(jī)聚合物作為粘接相);
②燒結(jié)型銀導(dǎo)電漿料(燒結(jié)成膜,燒結(jié)溫度>500℃,玻璃粉或氧化物作為粘接相)。銀粉照粒徑分類,平均粒徑<0.1μm(100nm)為納米銀粉; 0.1μm< Dav(平均粒徑) 10.0μm為粗銀粉。構(gòu)成銀導(dǎo)體漿料的三類別需要不同類別的銀粉或組合作為導(dǎo)電填料,甚至每一類別中的不同配方需要不同的銀粉作為導(dǎo)電功能材料,目的是在確定的配方或成膜工藝下,用少的銀粉實(shí)現(xiàn)銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的大利用,關(guān)系到膜層性能的優(yōu)化及成本。
粉末的制備方法有很多,銀而言,可一次采用物理法(等離子、霧化法),化學(xué)法(硝酸銀熱分解法、液相還原)。由于銀是貴金屬,易被還原而回到單質(zhì)狀態(tài),因此液相還原法是目前制備銀粉的主要的方法。即將銀鹽(硝酸銀等)溶于水中,加入化學(xué)還原劑(如水合肼等),沉積出銀粉,經(jīng)過洗滌、烘干而得到銀還原粉,平均粒徑在0.1-10.0μm之間,還原劑的選擇、反應(yīng)條件的控制、界面活性劑的使用,可以制備不同物理化學(xué)特性的銀微粉(顆粒形態(tài)、分散程度、平均粒徑以及粒徑分布、比表面積、松裝密度、振實(shí)密度、晶粒大小、結(jié)晶性等),對還原粉進(jìn)行機(jī)械加工(球磨等)可得光亮銀粉(polished silver powder),片狀銀粉(silver flake)。
導(dǎo)電銀漿性能指標(biāo)
1、填料: 銀
2、固含量: 65~70%
3、密度(g/cm3) 2.1-2.3
4、粘度 (CPS) 10,000-20,000
(旋轉(zhuǎn)式粘度計,Ⅱ單位,75rpm,25℃)
5、涂布面積 ( cm2/g )(取決于膜層厚度) 100-200
6、方電阻 (mΩ/□/25.4μm) < 12
7、附著力 (3M810膠帶,垂直拉) 無脫落
8、硬度 (中華鉛筆) > 2H
9、長期工作溫度 (℃) <70
導(dǎo)電銀漿使用方法
1、基片 PET 或 PC;
2、絲網(wǎng) 用200-300目不銹鋼絲網(wǎng)或聚脂絲網(wǎng)印刷;
3、稀釋劑 以HS820稀釋劑稀釋,使用前應(yīng)充分?jǐn)嚢?
4、固化工藝(推薦)
IR烘道: 80℃×2分鐘
烘箱: 80℃×30分鐘
5、清洗劑 環(huán)已酮
6、儲 存 2-8℃冷藏,未開封的儲存期在6個月。
7.包 裝 1公斤、2公斤,塑料包裝
導(dǎo)電銀漿操作與
導(dǎo)電銀漿料含有有機(jī)溶劑,使用時應(yīng)保持通風(fēng)良好,以避免過量蒸氣吸入體內(nèi):
如觸到皮膚,應(yīng)及時用清水和肥皂清洗。
近年來,隨著電子設(shè)備開關(guān)電源電路的高頻化,需要具備高頻特性的電解電容器,為了適應(yīng)高頻波段低阻抗的需要,已經(jīng)用導(dǎo)電高分子制作固體電解電容器的陰材料。鋁固體電解電容器是在鋁基材上形成氧化物作為介質(zhì)層,在該介質(zhì)層上制作電解質(zhì)陰層和陰引出層而構(gòu)成電容器,其陰引出層由碳層和銀層構(gòu)成。碳漿及銀漿的參數(shù)漿直接影響碳層及銀層的電阻,從而影響電容器的等效串聯(lián)電阻值。
對于銀漿及銀粉已有不少的報道,然后研究了如何制備粒度小,粒徑分布范圍窄,純度高的銀粉及在導(dǎo)電漿料上的應(yīng)用。描述了片狀銀粉與導(dǎo)電性能的關(guān)系以及制備方法。介紹了電子漿料用球形銀粉的制備方法及制備條件對銀粉性能的影響。這些為銀漿的制備方法及對漿料性能的影響提供了重要的資料,然而銀材料對電容器性能影響的報道比較少。
導(dǎo)電銀漿由導(dǎo)電性填料、黏合劑、溶劑及添加劑組成。導(dǎo)電性填料使用導(dǎo)電性好的銀粉和銅粉,有時也用金粉、石墨、炭黑(現(xiàn)已有的導(dǎo)電炭黑)、碳素纖維、鎳粉等。用作黏合劑的合成樹脂有環(huán)氧樹脂、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂等。容積是溶解這些樹脂的絲網(wǎng)銀漿用的中沸點(diǎn)(120-230℃)溶劑。另外,根據(jù)需要加入分散劑、滑爽劑等添加劑。導(dǎo)電銀漿要求的特性有:導(dǎo)電性(抗靜電性)、附著力、印刷適性和耐溶劑性等。
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