低温烧结纳米Ag浆(李)
纳米银粉在低温银浆中的烧结工艺研究_刘文平(1)
收稿日期：2014-06-07 通讯作者：刘文平 基金项目：广西科学研究与技术开发计划（科技成果转化与推广计划）资助项目（No. 桂科转 1298009-15） ；广西科学研究与技术开发计划（科 技创新能力与条件建设计划）资助项目（No. 桂科能 1270010） 作者简介：刘文平（1986－） ，男，广西桂林人，工程师，主要从事纳米金属粉体的制备及应用，E-mail: 092101207@ 。
Sintering process of nano-silver powders in the application in low temperature silver pastes
LIU Wenping1,2, QIN Haiqing1,2, LIN Feng1,2, LEI Xiaoxu1,2, ZHANG Zhenjun1,2
2
结果与分析
1
实验
1.1 纳米银粉的制备与表征 使用南京工业大学生产的高真空三枪直流电弧 等离子体蒸发金属纳米粉体连续制备设备在阴极电 流 450 A，充气压强 0.04 MPa，氢氩体积比 1/6 的工 艺参数下制备纳米银粉。采用日本理学电机工业株 式会社生产的 D/max-2500V/PC X 射线衍射装置对 纳米银粉的结构进行测试，测试条件为铜靶 K单色 辐射，扫描功率：40 kV×300 mA，扫描速率（连续 扫描） ：8°/min，扫描范围：20°~100°，利用 Jade 软 件对结构测试数据进行分析。取少量制备好的纳米 银粉粘接在导电胶上，采用荷兰飞利浦公司的 FEI Quanta 200 FEG 场发射环境扫描电子显微镜观察纳 米银粉的颗粒大小、形貌以及团聚情况。
第 33 卷 第 9 期
刘文平等：纳米银熔点显著降低，通过将纳米 Au、 Ag、Ni、Cu 颗粒分散在有机载体中制备成导电墨水 和导电浆料，采用压印烧结的方式可以制造各种柔 性电子线路产品。其中导电墨水黏度小，固含量低， 在制作成电子线路时往往需要经过重复多层布线烧 结才能形成良好的导电通道，而导电浆料具有更高 的黏度和固含量，单层印制成的导电线路通过烧结 就能形成很好的导电通道[7-8]。目前通过压印导电浆 料在耐高温的陶瓷基材上制作电子线路产品的方法 已经取得了应用，但是还需进一步研究适合应用于 柔性高分子基材的低温烧结导电浆料。 银具有高导电性，且相对于金价格便宜，在空 气中比铜、镍稳定，其制备成的银浆可以在大气环 境条件下烧结，银浆现已成为目前导电浆料研发的 主体[9-10]。Seo 等[11]对银粉粒径大于 150 nm 的银浆 的烧结温度进行了研究，结果发现在 300 ℃以上烧 结时，所得样品导电效果良好，但是相对于柔性高 分子基材来说，其烧结温度仍然较高。纳米颗粒尺 寸越小，浆料的烧结温度越低，但体积收缩也越厉 害，对线路导电性的不利影响就越大，通过将不同 粒径的纳米颗粒复合应用，可以大大降低浆料的体 积收缩，改善其形成膜层的导电性[12]。但目前关于 300 ℃以下烧结工艺对低温纳米银浆形成的膜层导 电性的影响的研究报道较少。笔者以直流电弧等离 子蒸发凝聚法制备了一种同时含有不同大小纳米颗 粒的银粉，并以其作为导电功能相制备了低温银浆， 通过研究 300 ℃以下不同烧结工艺对导电膜层表面 形态、微观结构和导电性的影响，进一步分析了其 导电性变化的机理，获得了合适的烧结工艺，以期 在高分子柔性基材获得导电性良好的电子线路。
Li_2SiO_3粉体的固相法合成及低温烧结的研究
以 明 显 看 出 ， 为 介 质 时 ， ８ ０Ｃ 烧 后 主 相 为 Ｌ ＳＯ ， 水 在 ０ ｏ煅 ｉ ｉ 品 在 不 同 的烧 结 温 度 下 烧 结 ，保 温 ４ ，升 温 速 率 为 ２ 但 有 大 量 杂 相 存 在 （ｉ：Ｌｚｉ ）但 乙 醇 为 介 质 时 则 ｈ ℃／ ＳＯ 、 ｉ ： 等 ， Ｓ０
地 降低 Ｌ２ｉ ， 料 的 烧 结 温度 。 ｉ Ｏ材 Ｓ
关 键 词 ：ｉ ｉ 体 ； 相合 成 ； 温 烧结 Ｌ２ Ｏ 粉 Ｓ 固 低
ｌ， Ｏ 相 。在 Ｈ ｒ ｅｔ Ｊ ｉ ｉ Ｓ ｅｉ ｒ ｔ ｂ ｏ 等人 的报道 中 ， 不管 Ｌ／ｉ 比例 ｉ 的 Ｓ 是多少 ， 都没有 得到纯 的 Ｌ２ｉ 。所 以， ｉ ０相 ｓ 如何 能在一 定
介 质 ， 别 湿 磨 抽 滤 后 烘 干 ， ８ ０Ｃ 煅 烧 ４ ： ｄ样 体 的 Ｓ Ｍ 图 如 图 ２所 示 。 从 图 ２中 可 以 看 出 ， 体 颗 粒 分 在 ０ ｏ下 ｈ以 Ｅ 粉 品 （ ｉ Ｏ 为 ２０ ｔ １浓 度 称 取 原 料 ， 醇 为 介 质 球 磨 ， Ｌ Ｃ ．ｏ ） ４ｏ 乙 在 在 １０ ５０ ｍ 之 间 ， 团 聚较 严 重 。 ０～０ｎ 但 ８ ０ 下 煅 烧 后 的 粉 体 为 原 料 ， 别 加 入 不 同 比例 的 添 加 ０％ 分 料 抽 滤 后 放 人 ８ ｃ烘 箱 ， 品 烘 干 后 压 片 ， 成 形 后 的样 ０Ｉ 测 试
低温烧结Cu、Zn掺杂Co2—Y平面六角铁氧体及其频率特性
试 。 表 了 为 数 不 多 的 研 究 报 道 ｌ ４。 目前 研 究 较 多 的 材 料 体 发 － ３ 】 ￣ 系是 Ｎｉ ｎＣ — — ｕ铁 氧 体 。 于 材 料 体 系 及 本 身 结 构 所 限 。 铁 氧 Ｚ 由 该 体仅 适用 于中 、 频段 （ １０ 高 ＜ ５ ＭＨｚ ， 更 高 或 甚 高 频 段 由 于 损 ）在
得 到实 验样 品 。
２３ ． 测 试
关 键 词 ： Ｙ 型 平 面 六 角 铁 氧 体 ； 温 烧 结 ； 率 特 性 ； 面 组 装 低 频 表
元 件 中 图 分 类 号 ： ＴＱ１ ４ ７ ７。 ５ 文献标 识码 ： Ａ
１ 引 言
新 一 代 电 子 组 装 技 术 表 面 安 装 技 术 （ ＭＴ） 核 心 就 是 表 ｓ 的 面安 装 元 器 件 （ ＭＤ） 生 产 。 片 式 电 感 由 于 其 结 构 相 对 复 杂 。 ｓ 的
２ 实 验
２ １ 原料 ．
艺 、 构 特 征 及 其 磁 导 率 和 介 电 常 数 的 频 率 特 性 。研 究 发 现 结
Ｃｕ、 ｎ掺 杂 的 Ｃｏ Ｙ 型 软 磁 铁 氧 体 材 料 （Ｂ ２ １Ｚ ｘＺ Ｃｕ Ｚ ２ ａ Ｃｏ － ㈣
采 用 分 析 纯 的 Ｆ ２ ３ Ｂ Ｃ 、 ｎ Ｃ ３ 、 ｕ ） Ｂ ２ ）。 ｅ ０ 、 ａ Ｏ３ Ｚ Ｏ、 ｏ ０４ Ｃ （ 及 ｉ ３ （ ２ ２ 材 料 制 备 ，
Ｆ Ｏ 电 性 能 ， 此 种 材 ｅ 。 在 且
料 烧 结 温度 低 ， 于 实现 低 温 烧 结 ， 一 种 可 以 用 于 甚 高 频 段 的 易 是
理 想的软磁 材料 。
材 料 制 备 采 用 传 统 的 铁 氧 体 制 备 工 艺 。按 摩 尔 比 称 取 适 量 的原 料 粉 体 。 乙 醇 中 以 钢 球 作 为 媒 体 球 磨 混 合 ２ ｈ 经 烘 干 后 在 ４． 过筛 。 １０ ℃ 下 ， 气 中预 烧 ３ 在 ００ 空 ｈ后 ， 人 Ｂｚ）， 经 过 球 磨 加 ｉ 。再 （ ２ ｈ， 干 后 加 Ｐ ４ 烘 ＶＡ（ ， 量 分 数 ） 筛 造 粒 。 后 经 过 干 压 成 ５ 质 过 然 型 ， 到 环 形 坯 体 （ ２ ｒｍ ； １ ｍｍ） 该 坯 体 在 空 气 中 烧 结 ． 得 Ｄ：０ ａ ｄ：０ 。
低温烧结制备的多孔氮化硅陶瓷的介电常数和力学性能
低温烧结制备低介电常数和高力学性能的多孔氮化硅陶瓷夏永封，曾玉萍，江东亮上海硅酸盐研究所，中科院，1295年定西道，上海邮编200050中科院研究生院，北京100039，中华人民共和国摘要：通过凯特布兰（SiO 2-B 2O 3-P 2O 5）玻璃使用传统的陶瓷工艺在空气中制备了多孔氮化硅（Si 3N 4）陶瓷。
多孔Si 3N 4陶瓷烧结至1000~1200℃显示了相对较高的抗弯强度和良好的介质性能。
研究了烧结温度和添加剂含量对多孔氮化硅陶瓷抗弯强度和介电性能的影响。
多孔氮化硅陶瓷的30-55％的孔隙率，40-130兆帕的抗折强度，以及3.5-4.6的低介电常数被获得。
关键词：多孔氮化硅陶瓷;介电常数;凯特布兰;低温烧结1导言天线罩材料的恶劣的工作条件要求一系列关键特性，如低介电常数，高机械强度，优良的抗热震性和雨蚀性[1]。
如今，由于其优良的介电性能（介电常数恒定3.5），氮化硅陶瓷主要用于材料的天线罩和天线窗[2]。
然而，它们的极低的强度（通常不超过80MPa ）[3]和较低的抗雨蚀性是不足以用于高速车辆。
氮化硅（Si 3N 4陶瓷）陶瓷有许多优良性能，如高温强度，良好的氧化电阻，热化学耐腐蚀，耐热冲击性，热膨胀系数低及良好介电性能[4-6]。
在室温下，α- Si 3N 4和β- Si 3N 4的介电常数（ε）分别是5.6和7.9。
然而，氮化硅的介电常数仍然有很高的实际应用。
孔设计，一般认为是一种降低材料介电常数的有效途径，但毛孔也可以恶化陶瓷材料的力学性能。
因此，重要的是保持介电性能和力学性能均衡，以满足实际应用。
多孔氮化硅陶瓷可以不同的方式制备，如增加易变物质[7]，冷冻干燥[8]，碳热氮化[9]，燃烧合成[10]，原位反应键[1]等。
作为一个共价固体，氮化硅无助烧结剂很难致密。
通常情况下，金属氧化物（Y 2O 3+Al 2O 3[11]，Er 2O 3[12]，Yb 2O 3[13]）添加剂都必须通过液相烧结才能获得致密氮化硅陶瓷。
烧结纳米银做SiC芯片封装互连层的研究综述
内燃机与配件0引言IGBT 功率器件被广泛用于新能源电车、车载逆变器上，做主要的控制元器件，而以SiC 为代表的第三代半导体材料所制成的功率器件能够承受500℃左右甚至更高的温度，比Si 小近千倍的导通电阻，多20倍左右的开关频率等性[1]。
由于现有封装技术的限制，特别是芯片与基板的互连技术，例如银浆、聚合物材料，软钎焊等互连技术由于焊料合金的低熔点、环氧树脂的低温分解等原因，使其不能在高温环境下可靠工作，导致限制电力电子系统性能和可靠性的瓶颈从半导体芯片转移到了封装技术上来[2]。
近年来以烧结纳米银技术为代表的低温连接技术是目前功率器件朝耐高温、高可靠性应用发展的主要趋势，其基本原理是利用纳米尺度下金属颗粒的高表面能、低熔点特性来实现芯片与基板的低温低压烧结互连。
形成的纳米银互连层具有优良的电、热性能，可承受710℃的最高工作温度，而且其厚度相比传统的钎焊接头要薄50~80%，是实现SiC 功率器件封装的理想互连结构[3]。
1国内外研究现状1.1烧结纳米银互连结构成型原理及微观结构纳米颗粒具有独特的性能，其比表面积小并且表面曲率半径小，这种特性赋予了它具有比常规的粉体更低的熔点和焊接温度。
纳米银而言，在粒径尺度在10nm 以下时，它的烧结温度能降低到100℃以下，比块状时候的熔点的961℃低了800℃以上[4]。
与块状银微观结构不同是，纳米银互连层是属于多孔材料，即在其内部分布有众多的微孔隙，微孔隙的尺寸位于亚微米至微米范围间。
1.2烧结纳米银互连层的制作工艺其工艺主要包括：①在覆铜（Cu ）基板上涂覆或者丝网印刷纳米银焊膏，将芯片放置在纳米焊膏上；②进行预加热干燥，用于排除焊膏中的有机气体等挥发物，然后在高温下进行无压或压力辅助烧结，主要烧结工艺参数有升温速率、烧结温度、烧结压强、烧结时间和气体环境等；③烧结完成后形成SiC-Cu 基板纳米银互连层。
可以看到，纳米银烧结互连层是碳化硅功率器件封装的关键结构单元，属于薄层结构，其厚度范围一般为20~50μm [5]。
低温烧结BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷材料的研究
Ｌ ａ ｇ Ｈｕｎ ｐ等研 究 了在（ｒ ｎＴＯ 微波 介 质陶 瓷 中 ｉ ａｇ ｎ Ｚ ， ）ｉ ４ Ｓ 添加ｌ （ ％ 质量 分数 ）的Ｃ Ｏ 为烧 结助 熔 剂 ，能获得 ｕ作 体积 密度 高于９ ％理 论密度 的致密 陶瓷体 ，并且其 体系 ６
的Ｑ 能达到５ ０ ｏ ｆ ２ ｏ ，高于未加助熔 剂 时的４ ５ ０ 但 是当 ５０ ，
贱金属作 为 电极材 料最为 理想 。因此 ，发展具有 高介 电
２１ 样 品制备 ．
原 料 Ｂａ ＣＯ３ ｍ２ 、Ｔ Ｏ２ 、Ｓ ０３ ｉ 、Ｂｉ 、Ｂ２ 、Ｚ Ｏ、 ２ ０３ Ｏ３ ｎ
ＳＯ２ ｕ ｉ 、Ｃ Ｏ均为分析 纯级 ， 品制备 采用 传统 的功 能陶 样
要求， Ｔ Ｃ 需要微波 介质材料 能与高 电导率 的金属 电 ＬＣ
材 料可 以降到９ ｏ 。降低瓷料 的烧 成温 度是 降低 成本 ｏ℃ 的关 键之一 。为 了降低烧 结温度 ，加入低 温玻璃相 、应 用 化 学反应及 减 小初 始反应 的颗 粒尺寸 是３ 可行 的方 种 法刮 ’ Ｉ。玻璃 的添加 ，是借助 于液枉 来促进烧 结 ，是最经 济 最有 效的方法 。 本文 以 Ｂ Ｓ Ｔ４ ２ 波介质 陶瓷作 为研 究对象 ， ａ ｍ２ｉ 微 Ｏｌ 着 重 研 究 复 合 添 加 氧 化 物 Ｚ Ｏ 、 Ｃ Ｏ 和 玻 璃 料 ｎ ｕ
瓷 。 通 过 复 合 添 加 氧 化 物 Ｚ Ｏ、 Ｃ Ｏ 和 玻 璃 料 ｎ ｕ
Ｂ ２ ３ ２ ３ ｎ ．ｉ ２ Ｂ Ｓ ， 系统 的 烧 结 温 度 降 至 ｉ 一 Ｏ 一 Ｏ ＳＯ （ Ｚ ） Ｏ Ｂ Ｚ Ｂ
伟［通 过掺入适 量的添加剂 Ｃ Ｏ，使Ｂ Ｏ．ｍ２ ３ ｉ ２ ２ 】 ｕ ａ Ｓ Ｏ ． Ｏ 系 Ｔ
低温燃烧法合成Nd∶GGG纳米陶瓷粉体
Ｋｅ ｒ ：ｃ ｍ ｂｕ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｓ ｉ ｎ；Ｎｄ ：ＧＧＧ ；ｎ ｎｏ ｔ ｒ ｅ ａ ｃ；ｐｏ ｅ ａ ｍｅ ｅ ；ｃ ｒ ｍｉ ｗｄ ｒ
掺钕钆镓石榴石 （ Ｎｄ ：Ｇｄ Ｇ 。 ａＯ
Ｎｄ ：
固态高 功率 激光 器 领 域 中 的地 位 越 来 越 重 要 ， 目 是 前 固体 热容 激光 器 的首选 工作 介质 ＿ ． ２ ］
ａ ｉ ｓｔ ｕ １ ｃ ｄ ａ ｈｅｆ ｅ ．Ｔｈｅｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｖ ｌ ｔｏ ｆｐｈａ ｅ ｃ ｍ ｐ ｉｉ ｎｄ ｍ ｏ ｐ ｌ ｇ ｆｔ ｏ ｓ ｏ ｏｓｔｏｎ ａ ｒ ｈｏ ｏ ｙ ｏ ｈｅ ｐ ｗｄｅ ｓ ｒ ｗｅ ｅ ｃ ｒ ｃ ｒ ｂａ ａ — ｔ ｒｚ ｄ ｂ ＴＧ— ｅ ｉｅ ｙ ＤＴＡ ， ＸＲＤ ，ＦＴ— Ｒ ｎｄ ＳＥＭ ． Ｔｈｅ ｅ ｕ ｔ ｉ ｄｉａ ｅ ｔ ａ Ｎｄ ：ＧＧＧ ｐｏ ｅ ｓ Ｉ ａ ｒ ｓ ｌｓ ｎ ｃ ｔ ｄ ｈ ｔ ｗｄ ｒ ｃ ｕｌ ｅ ｄｉｅ ｔｙ ｏ ａ ｎｅ ｙ ｃ ｌ ｉ ｉ ｈｅ ｐｒ ｃ ｓ ａ ５ ｏ ｄ ｂ ｒ ｃ ｌ ｂｔ ｉ ｄ ｂ ａｃ ｎ ｎｇ ｔ ｅ ｕｒ ｏｒ ｔ ７ ０℃ ｆ ｈ． Ｗ ｅ ｌｄｉｐｅ ｓ ｄ Ｎｄ ：ＧＧＧ ｏｒ ２ ｌ ｓ ｒｅ — ｐｏ ｅ ｓ ｗｉｈ ａ ｐ ｏ ｍａ ｅ ｐａ ｔｃ ｅ ｓｚ ｆ４ ｎｍ ｏｕ ｄ ｂ ｃ ｅ ｄ ｗｈ ｎ ｃ ｌｉ ｎｇ ｔ ｅ ｕｒ ｏｒ ｗｄ ｒ ｔ ｎ ａ ｐｒ ｘｉ ｔ ｒ ｉ ｌ ｉｅ ｏ ０ ｃ ｌ ｅ ａ ｈｉｖｅ ｅ ａ ｃｎｉ ｈｅｐｒ ｃ ｓ
２ ．Ｔｅｈ ｉａ ｎ ｔｔｔ ｆＰ ｙ ｉｓａ ｄＣｈ ｍｉｔｙ ｃ ｎｃ ｌＩｓｉｕｅｏ ｈ ｓｃ ｎ ｅ ｓｒ ，Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＳ ｉｎ ｅ ，Ｂ ｉｎ ０ １ ０，Ｃｈｎ ） ｉｅ ｅＡｃ ｄ ｍｙｏ ｃｅ ｃｓ ｅｊ ｇ １ ０ ９ ｉ ｉａ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｐｏｌ ｃ ｙ ｔ ｌｉ ｎｏ ｓｚ ｄ ｎ ｏ ｍｉ ｓｒ ｃ ： ｙ ｒ ｓ ａ ｌｎｅ ｎａ － ｉｅ ｅ ｄｙ ｕｍ ｐ ｄ ｇａ ｏ ｉ ｕｍ ａ ｌｕ ｄｏ ｅ ｄ ｌｎｉ ｇ ｌｉ ｍ ｇａ ｎ ｔ （ ｒｅ Ｎｄ： ３ ５ Ｇｄ Ｇａ
纳米银粉在低温银浆中的烧结工艺研究_刘文平(1)
由于传统光刻法在制造微纳电子技术产品方面 的不足，越来越多的研究人员把注意力集中于低成 利用新发展起来的压印 本非光刻技术的发展研究[1]。 技术作为常用的非光刻技术，可以直接在基材上获 得导电线路，大量降低生产成本和投资成本，其已
被用于制作各种尺寸的二维或者三维电路图形，布 线精度高，生产速度快，目前主要应用于柔性显示 屏、RFID 标签、智能卡和生物传感器、太阳能电池 电极、LED 冷光源、OLED(有机发光显示器)等的制 作[2-6]。由于热力学尺寸效应，相对于块体金属，纳
(1. National Engineering Research Center for Special Mineral Material, China Nonferrous Metal (Guilin) Geology and Mining Co., Ltd, Guilin 541004, China; 2. Guangxi Key Laboratory of Superhard Material, China Nonferrous Metal (Guilin) Geology and Mining Co., Ltd, Guilin 541004, China)
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结果与分析
1
实验
1.1 纳米银粉的制备与表征 使用南京工业大学生产的高真空三枪直流电弧 等离子体蒸发金属纳米粉体连续制备设备在阴极电 流 450 A，充气压强 0.04 MPa，氢氩体积比 1/6 的工 艺参数下制备纳米银粉。采用日本理学电机工业株 式会社生产的 D/max-2500V/PC X 射线衍射装置对 纳米银粉的结构进行测试，测试条件为铜靶 K单色 辐射，扫描功率：40 kV×300 mA，扫描速率（连续 扫描） ：8°/min，扫描范围：20°~100°，利用 Jade 软 件对结构测试数据进行分析。取少量制备好的纳米 银粉粘接在导电胶上，采用荷兰飞利浦公司的 FEI Quanta 200 FEG 场发射环境扫描电子显微镜观察纳 米银粉的颗粒大小、形貌以及团聚情况。
低温烧结纳米银
低温烧结纳米银是一种将纳米银颗粒在低于其块体金属熔点的温度下连接形成块体金属烧结体的现象。
这种烧结过程通常在较低的温度下进行，以保持纳米银颗粒的特性。
在低温烧结过程中，纳米银颗粒的表面均匀地包覆着有机包覆层，如柠檬酸根、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）等。
这些有机包覆层在低温下能够保护纳米银颗粒，防止其氧化或熔化。
随着环境温度的升高，有机包覆层开始逐渐挥发或分解。
由于纳米银颗粒具有巨大的表面能，失去表面包覆层的颗粒无法继续保持稳定，它们之间会形成烧结颈，进而形成具有块体金属性质的烧结体。
这个过程是通过各种不同类型的扩散来实现的，驱动力是纳米材料化学势或表面能的降低。
以上内容仅供参考，建议查阅关于低温烧结纳米银的专业文献或咨询相关领域的研究人员，以获取更准确的信息。
低温纳米ag浆流程
低温纳米ag浆流程英文回答:Low-temperature nanosilver (Ag) slurry is a type of conductive ink that is widely used in various applications, such as printed electronics, flexible circuits, and sensors. It is known for its excellent electrical conductivity, low sintering temperature, and good adhesion to different substrates.The process of producing low-temperature nanosilver slurry involves several steps. First, high-purity silver nanoparticles are synthesized using a chemical reduction method. These nanoparticles are typically in the range of5-100 nanometers in size, which allows for good dispersion and coverage on the substrate.Next, a dispersing agent is added to the silver nanoparticles to prevent agglomeration and improve their stability in the slurry. This agent helps to maintain ahomogeneous distribution of the nanoparticles, ensuring a consistent conductivity across the printed circuit.After that, a binder material is introduced to the slurry to enhance its adhesion to the substrate. The binder acts as a glue, holding the silver nanoparticles together and providing mechanical strength to the printed circuit. Common binder materials include polymers such as polyvinyl alcohol (PVA) or ethyl cellulose.To further improve the performance of the nanosilver slurry, additives such as surfactants or adhesion promoters can be incorporated. These additives help to optimize the ink's wetting properties and increase its adhesion to the substrate, resulting in a more reliable and durable printed circuit.The final step in the process is the sintering of the printed circuit. Unlike traditional silver inks that require high-temperature sintering, low-temperature nanosilver slurry can be sintered at temperatures as low as 100 degrees Celsius. This low-temperature sintering isachieved by using specialized sintering aids, such as reducing agents or metal salts, which promote the fusion of the silver nanoparticles without damaging the substrate.中文回答：低温纳米银（Ag）浆料是一种导电油墨，广泛应用于印刷电子、柔性电路和传感器等领域。
低温烧结纳米Ag浆(李)
有机成分的选取——载体
50μm
50μm
5μm
5μm
不含有机载体的烧结银层表面形貌
含有机载体的烧结银层表面形貌
哈尔滨工业大学（深圳）
myli@
有机成分的选取——载体
40 35 30
Shear strength (MPa)
25 20 15 10 5 0
剪切断口表观
Binder 12wt.%
myli@
有机成分的选取——载体
成分不全的银浆烧结后不同放大倍数的形貌 哈尔滨工业大学（深圳） myli@
有机成分的选取——载体
长链结构支撑纳米颗粒 弹性收缩避免浆料烧结时产生裂纹
有机载体对纳米颗粒的支撑作用
哈尔滨工业大学（深圳）
myli@
哈尔滨工业大学（深圳）
myli@
1浆料的组成成分2配置样品的性能表征几种常用的封装材料热导率50100150200250300350400450导热胶焊料哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn低温烧结纳米银浆的配制有机成分系统的选取纳米颗粒的分散哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn分散剂选择原则碳链长度与沸点的关系哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn分散剂的选择聚乙烯吡咯烷酮热重曲线所选分散剂热重曲线哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取稀释剂粘度润湿性挥发性稀释剂1热重曲线190时质量剩余38哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取稀释剂稀释剂3热重曲线稀释剂2热重曲线295质量剩余1209质量剩余1哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取稀释剂混合稀释剂3热重曲线混合稀释剂2热重曲线混合稀释剂1热重曲线哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取载体成分不全的银浆烧结后不同放大倍数的形貌哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取载体弹性收缩避免浆料烧结时产生裂纹有机载体对纳米颗粒的支撑作用哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取载体50m50m不含有机载体的烧结银层表面形貌含有机载体的烧结银层表面形貌哈尔滨工业大学深圳mylihiteducn有机成分的选取载体10152025303540binder12wt
低温烧结银浆
低温烧结银浆银浆是一种常见的导电材料，广泛应用于电子、光电和新能源等领域。
在制备银浆的过程中，烧结是关键步骤之一。
而低温烧结技术则是一种较为先进的制备方法，具有许多优势。
本文将介绍低温烧结银浆的制备原理、工艺以及应用领域。
一、低温烧结银浆的原理低温烧结是指在相对较低的温度下进行烧结，通常温度范围在150℃-300℃之间。
低温烧结的原理是通过添加合适的助剂，降低烧结温度，从而实现银颗粒之间的烧结。
常用的助剂有有机物、无机盐等。
在低温下，助剂会与银颗粒表面发生反应，形成稳定的化合物或络合物，提高银颗粒之间的结合力。
二、低温烧结银浆的制备工艺1. 原料准备：选择高纯度的银粉作为原料，同时准备合适的助剂。
2. 混合制备：将银粉和助剂按一定比例混合，并加入适量的有机溶剂，搅拌均匀形成银浆。
3. 调整粘度：根据具体应用需求，可以通过添加稀释剂或增稠剂来调整银浆的粘度，以便于后续涂覆或喷涂。
4. 涂覆或喷涂：将调整好粘度的银浆涂覆或喷涂到所需的基材上。
5. 干燥：经过涂覆或喷涂后的银浆需要进行干燥处理，通常可以采用自然干燥或烘箱干燥等方法。
6. 低温烧结：将经过干燥处理的银浆在低温环境下进行烧结，使银颗粒之间形成致密的结合。
三、低温烧结银浆的应用领域1. 电子领域：低温烧结银浆广泛应用于印刷电路板、导电胶带、触摸屏等电子元器件的制造中。
其优势在于可以在较低温度下实现导电结合，避免了高温对基材的损伤。
2. 光电领域：低温烧结银浆可用于制备导电薄膜，如透明导电膜、太阳能电池电极等。
其导电性能优良，光透过性好，适用于光电器件的制造。
3. 新能源领域：低温烧结银浆可用于制备电池极片、燃料电池电极等。
其导电性能稳定，有助于提高能源转化效率。
总结：低温烧结银浆是一种制备银浆的先进技术，通过添加合适的助剂，可以在较低的温度下实现银颗粒之间的烧结，具有许多优势。
低温烧结银浆广泛应用于电子、光电和新能源等领域，为相关产业的发展提供了重要支持。
Ag基材料烧结技术研究进展
Ag基材料烧结工艺研究进展李岩 1600516摘要：银基材料广泛应用于工业生产中，许多研究者对于银基材料的烧结工艺也进行了探索。
本文总结了近二十多年来Ag基材料的烧结工艺，并对其未来的发展前景进行了展望。
关键词：Ag 烧结工艺粉末冶金1.前言单质银是面心立方晶体，具有良好的塑变能力和优良的电学热学性能。
银的磁化系数小，是反磁性物质，银的标准电极电位比氢高，具有稳定的化学性能，同时抗腐蚀性也相对较好。
所以在银基合金基体中添加高强度增强体，既可保持银合金原有良好导电、抗强磁场等性能的同时，又提高了银基合金的应变强度、抗摩擦磨损性能等，进一步满足电子电路、电器系统及和导电有关的其他领域的需要。
银粉是电气和电子工业的重要材料，是电子工业中应用最广泛的一种贵金属粉末，为厚膜、电阻、陶瓷、介质等电子浆料的基本功能材料[1,2]。
近年来，纳米微粒和纳米材料已成为材料科学领域的研究的热点之一。
纳米级银粉，除了具有常规银粉的一些性能外，还具有特殊的性能，可用作导电银浆，在化纤织物中添加纳米银，可改变其导电性能，并使化纤织物有很强的杀菌能力；纳米银晶体，作为稀释致冷机的热交换器，效率比传统材料高30 %，纳米银粉还是有机合成中非常好的催化剂。
目前银基粉末复合材料包括热电材料、陶瓷复合材料及电触头材料等，所利用的仍然是银所具有的良好的导电性和导热性[3]。
随着科技的发展和理论基础的进步，依托先进设备，银基粉末复合材料的制备工艺越来越多，比如快速热压法，高分子网络凝胶法和放电等离子烧结技术，溶液浸泡法等。
本文总结了一些Ag基材料烧结工艺的研究现状，并对其未来发展前景进行了展望。
2.工艺早期的银基材料多采用传统的粉末冶金法，即将粉末机械混合、压制、烧结。
采用这种方法，设备简单，添加元素容易控制，可以在较大范围内调整合金的成分，但是制备的材料密度较低，氧化物质点较粗大，耐电弧腐蚀性较差。
为提高材料的密度与性能，几十年来新工艺、新技术不断涌现，如熔渗法、快速热压法等。
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烧结Ag层组织形貌
10μm
哈尔滨工业大学（深圳）
myli@
结论
纳米银颗粒的分散在SEM观测下分辨不出其是否发生了硬团聚现象。但 是，通过观察按照所制定的烧结工艺得到的烧结银层组织的微观形貌， 纳米银粉确实在较低的温度下发生了烧结并得到了致密的组织，说明经 过分散处理的纳米银粉具备纳米级的优势，即高的表面活性能，没有发 生硬团聚现象。 有机成分系统对浆料的影响是很大，它直接决定了烧结银层的性能。有 机载体对纳米颗粒的支撑作用以及在烧结过程中适度的收缩可以有效的 防止裂纹的产生；单一稀释剂由于质量下降均集中在一个较为狭窄的温 度段使得它并不适宜应用于纳米银浆的烧结工艺。因此，配制复合稀释 剂使该系统随着温度的升高质量均匀的下降会减少烧结后产生的缺陷。 经过热重试验，制定低温烧结纳米银浆的烧结工艺曲线，烧结温度为 280℃，所得到的接头剪切强度可以达到37.5MPa，超过目前使用的导 热胶的粘结强度。热导率达到193.7W/(K⋅m)。从加工温度与导热能力来 看，本文所配制的纳米银浆可以应用于电子封装领域中，作为芯片级的 互连材料，它的性能均优于导热胶。
450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
导热胶
焊料
银浆
低温银浆
铝
铜
银
几种常用的封装材料热导率
研究重点：(1)浆料的组成成分 (2)配置样品的性能表征
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低温烧结纳米银浆的配制
有机成分系统的选取 纳米颗粒的分散
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低温烧结纳米银浆的制备
李明雨/工学博士，教授/博师生导师
微电子封装材料及技术研究中心 哈尔滨工业大学（深圳）
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内容摘要
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热界面材料的应用
芯片封装散热结构
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myli@
分散剂选择原则
碳链长度与沸点的关系
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分散剂的选择
聚乙烯吡咯烷酮热重曲线
所选分散剂热重曲线
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有机成分的选取——稀释剂
粘度 润湿性 挥发性
稀释剂1热重曲线
190℃时质量剩余3.8%
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纳米银浆烧结工艺的制定
100
98
Residual mass %
96
94
92
90 0 50 100 150 200
o
250
300
Temperature C
烧结银层显微组织形貌
纳米银浆的热重曲线
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保温阶段对烧结接头结合强度的影响
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哈尔滨工业大学（深圳）
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有机成分的选取——稀释剂
稀释剂2热重曲线
稀释剂3热重曲线
209℃，质量剩余1%
295℃，质量剩余1%
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有机成分的选取——稀释剂
混合稀释剂1热重曲线
混合稀释剂2热重曲线
混合稀释剂3热重曲线
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40 35 30
Shear strength (MPa)
25 20 15 10 5 0
Heat preservation for 30min
Non-heat perservation
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烧结银层的性能
不同封装用材料的导热率
热导率：193.725W/K⋅m 热扩散系数：85.425m2/s 比热：0.298J/Kg ⋅ K 密度：7.61g/m3
热界面材料应用分析
优点：固化温度低，加工过程简单 导热胶 缺点：导热性差；性能不稳定 导热性能较导热胶好，较纯金属差 合金焊料 加热温度高于钎料熔点，接头工作温度低于加工温度 气孔不可避免
芯片级封装中的钎料的原始空洞问题 哈尔滨工业大学（深圳） myli@
低温烧结纳米银浆的研究重点
有机成分的选取——载体
50μm
50μm
5μm
5μm
不含有机载体的烧结银层表面形貌
含有机载体的烧结银层表面形貌
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有机成分的选取——载体
40 35 30
Shear strength (MPa)
25 20 15 10 5 0
剪切断口表观
Binder 12wt.%
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有机成分的选取——载体
成分不全的银浆烧结后不同放大倍数的形貌 哈尔滨工业大学（深圳） myli@
有机成分的选取——载体
长链结构支撑纳米颗粒 弹性收缩避免浆料烧结时产生裂纹
有机载体对纳米颗粒的支撑作用
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Binder 15wt.%
有机载体含量对接头剪切强度的影响
哈尔滨工业大学（深圳）
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纳米颗粒的分散
500nm
500nm
500nm
超声30min
超声60min
超声90min
不同超声时间下颗粒的分散情况 哈尔滨工业大学（深圳） myli@
低温烧结纳米银浆的配制