电子工业用贵金属粉末与厚膜电子浆料

Ag、Au、Pt、Pd、RuO2。
五、电子工业用贵金属粉末以及可能的 制备方法和分类
（一）基本性质
1. 粒径范围（sem或激光粒径）0.01～20.0μm 2. 颗粒形态（球形、微晶状、片状、特殊形状） 3. 组成（单一金属、复合粉、合金粉、梯度粉） 4. 纯度以及杂质的类别和影响 5. 分散程度（强絮状聚集粉末、弱絮状聚集粉末、单分散粉末）
十九 、液相法制备银钯复合\合金粉
装置照片
银 钯 复 合 粉 照 片
AgPd盐溶液(调整氧化还原电位)+还原剂溶液 还原方式选择+界面活性剂
银钯合金粉(Au-Pt，Pt-Ir也一样)。
二十、电子工业用贵金属粉末之共性点 和认识误区
共性点：高分散性、窄粒径分布、低杂质含量
认识误区：
一味追求
粒径细 球形度高 高片状化程度 通用性 表面改性
二十一、贵金属粉末根据市场（用途）分类
(以银粉为例)
银粉
• 高温烧结活性银粉 （微晶状）
• 高分散类球形银粉 （二次粒子，单晶颗粒） • 光亮银粉（径厚比小） • 片状银粉（径厚比大） • 低温高导电银粉 （导电网络的形成）
用途
低温烧结（< 850℃） 分辨率要求不高的面电极（高收缩扩散特性）
高分辨，线性度要求的线路，低 收缩要求的内电极等 高银含量的掺合型导电有机聚合物 低银含量的掺合型导电有机聚合物 低温烘干（60 ℃ ～80 ℃ ）方面
无机介质镀贵金属，如：Cu、Ni 等贱金属镀Ag； 钯银复合粉； 银钯合金粉。
• 银钯导体浆料中银钯粉混合演变过程
Step1：银粉+钯粉机械混合 银粉聚集体和钯粉聚集体之间混合 （V型混料机 、球磨等）； Step2：共沉积粉 银粉颗粒与钯粉颗粒之间混合（液相同时沉积）； Step3：合金粉 银原子与钯原子之间的混合（液相还原反应，控制条件）
同上 同上 同上 同上
同上 同上 同上 同上
振实密度（g/ml） 松装密度（g/ml） 热收缩特性 杂质含量
同上
同上
七、液相还原法制备贵金属粉末
1. 基本途径：
贵金属盐溶液 混合 还 原 反应 还原剂 洗涤 固溶分离 烘 干 贵金属还原粉
2. 还原反应的基本原料
贵金属盐：AgNO3、PdCl2、PdNO3、H2AuCl4、H2PtCl6、RuCl3以及 它们的氧化剂、化合物、配合物。 还 原 剂：无机还原剂的H2SO2、CO、H2S、FeSO4、Na2SO3、N2H4、 NaHB、H2O2、Zn、Fe；有机还原剂、醛类、醇类、酸类。 反应介质：水、其它。 界面活性剂（分散剂）：无机类的电解质、稳定介质；有机类的水溶性高 分子。
电子工业 用贵金属粉末
xxxx电子材料公司
一、基本概念
电子（electronic）→低功率、低电流、低电压； 电气 （electric）→高功率、大电流、高电压。 贵金属（noble metals）→（Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Os、Ru、Ir） 贱金属（base metals） 铂族金属
厚膜混合集成电路（thick film Hybrid circuits） →印刷烧成 薄膜混合集成电路（thin film Hybrid circuits） →溅射、气相 沉积、刻蚀工艺
烧 成
包封玻璃印刷 烧 成
调 阻
元件单体测试
组装、检查
回路动作测试
四、贵金属的特性与电子工业
① 相对化学性质稳定性 ② 良好的本征导电性 ③ 稀少、价格高 ④ 催化活性 ⑤ 贵金属的物理性质
元素 性质 密度20℃ g/cm3 熔点 0℃ 1atm 21.45 1769 12.02 1555 22.65 2447 12.41 1963 22.61 3045 12.45 2310 19.32 1064 10.49 961
铂 Pt
钯 Pd
铱 Ir
铑 Rh 锇 Os
钌 Ru
金 Au
银 Ag
热导率 w/m· k 0℃—100℃
体电阻率ρ 0℃ ×10-6Ω·cm
> 1.18
9.35
75.36
9.93
146.54
4.31
150.72
4.33
104.92
8.12
104.67
6.90
309.82
2.03
418.68
1.59
以上①和②是决定贵金属在电子工业中应用的关键因素，当然还考虑其它物 理性质以及成本问题。目前以粉末形式作为厚膜电子浆料导电功能相的有：
• 纳米银粉
二十二、贵金属粉末的发展趋势
• 高纯化 无机和有机杂质进一步降低 过程统计偏差降低 对应薄层化,低成本
• 批量生产一致性 • 高机能化
• 纳米粉
应用开发
谢谢各位!
半导体集成电路（monolithic） 印刷线路板混合集成电路（PHC）
二、材料本征导电性
三、一般厚膜生产工艺
回路设计 图形设计 印刷制版 陶瓷基板 （多层布线、跨接） 绝缘体印刷 烧 成 多层化重复 导体印刷
（布线、电极）
电容器印刷
导体印刷 烧 成 电阻印刷 烧 成
烧 成 多层化重复 导体印刷 烧 成
十六、银粉作厚膜导体浆料导电填料的缺点
缺 点 关联影响
可靠性
改善方式
气氛改变，包封
硫化
迁移
可靠性
加Pd
抗焊锡浸蚀能力差耐Fra bibliotek性 可靠性加Pt或Pd
熔点相对低
烧结温度 >960℃
加Pd
钯银合金相图
十七、在银存在下钯的氧化和还原
图 1
图 2
图
3
十八、液相法制备复合粉、合金粉
• 复合以及合金化粉末目的：低成本化、性能优化。 • 目前已开发的种类：玻璃粉、塑料粉、石墨粉等镀银；
九、银粉照片
十、钯粉照片
十一、铂粉照片
十二、金粉照片
十三、合金粉照片
Au-Pt 粉
Pt-Ir 粉
十四、特殊形状粉照片
铂
粉
金
粉
银
粉
十五、贵金属还原粉的机械处理
机械处理方式：球磨分散、表面改性、高剪切分散； 机械处理目的：提高分散性，表面光滑化和涂层改性， 改变粉末形态，填充特性； 贵金属还原粉之特点： 絮状聚集，单颗粒细，表面不规则。
（二）制备方法
1. 物理方法：等离子气相冷凝法，雾化法（水雾化、气雾化）； 2. 化学方法：热分解法（贵金属化合物），液相还原法（贵金属 盐） 3. 电化学法：无电解电镀，电解粉。
六、贵金属粉末的主要特性参数、测定方法以及 与厚膜电子浆料特性的关联
贵金属粉末 特 性
粒径 平均粒径 粒径分布（μm）
八、液相还原制备贵金属粉末的微观过程
以银球形粒子生成为例
球形粒子生成过程观测系统
1. 带照明镜头； 2. 视频信号记录器；3. 监视器；4. 绝缘处理装置； 5. 视频信号处理器；6. 玻璃槽
还原剂加入溶液后的变化
球形银粉（15000倍照片)
球形银粉（70000倍照片）
球形银粒子断面组织透射电镜照片
测试方法
激光粒径 费歇尔粒径 Sem粒径
对厚膜电子 浆料的影响
填充特性 流变特性
生成膜特性 的影响
初期物理化学特性 长期可靠性
表征的粉末 性 质
粒径大小 粒径太小 表面状态 微孔数量 分散性 流动性 热作用的 收缩特性 纯度
比表面积（m2/g ）
BET B527-70 AD002 13329-70 AD001 TMA +CAP，原子 吸收光谱，