导电相(功能相)通常以球形、片状或纤维状分散于基体中,构成导电通路。导电相决定了浆料的电性能,并影响固化膜的物理和力学性能。电子浆料用的导电相有碳、金属、金属氧化物三大类。
导体浆料用来制造厚膜导体,在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。焊接区用来焊接或粘贴分立元件、器件和外引线,有时还用来焊接上金属盖,以实现整块基片的包封。厚膜导体的用途各异,尚无一种浆料能满足所有这些用途的要求,所以要用多种导体浆料。对导体浆料的共同要求是电导大、附着牢、抗老化、成本低、易焊接。常用的导体浆料中的金属成分是金或者金-铂、钯-金、钯-银、钯-银和铂-铜-银。在厚膜导体浆料中,除了粒度合适的金属粉或金属有机化合物外,还有粒度和形状都适宜的玻璃粉或金属氧化物,以及悬浮固体微粒的有机载体。玻璃可钯金属粉牢固地黏结在基片上,形成厚膜导体,常用无碱玻璃,如硼硅铅玻璃。
贵金属导体浆料以Ag-Pd、Ag应用最为广泛。这些导体浆料不及其他贵金属导体浆料稳定,有迁移性,但其电导率高,成本低。为了进一步节省贵金属,一种可节省Ag用量的压敏电阻电极浆料在GE公司研制成功。这种浆料采用双层电极结构,底层电极为Ni、Al等贱金属电极,贵金属Ag只用平?泽贵金属精炼回收图表层。京都陶瓷公司利用渗Ag材料制作MLCC电极,可防止分层和开裂,还可防止等效串联电阻下降和电容量增加,适于高频电路。
在富银电极中,Ag对Pd的氧化和还原起催化剂作用,倘若Pd粉不能均匀分散,在约35。P时,游离Pd粉就会开始氧化,并引起明显的体积膨胀,导致MLCC电极分层和开裂。钯氧化电极膨胀、还原时使气体析出。在混合微电子电路中,铂的氧化和还原作用同样重要,氧化钯会影响焊料对导体的润湿性。Ag是导电性能最好的金属材料,价格比Au、Pd、Pt等其他贵金属低,在生产中得到广泛的应用。但Ag导体作为厚膜混合电路的导电带、电容器电极及电阻的端接材料时,会产生Ag十的迁移问题。一般在Ag浆料中只添加微量金属,并且根据使用要求的不同添加的金属也不同。目前比较新的工艺是向浆料中添加金属有机化合物,可用金属Ag与有机物形成配位金属化合物,来提高浆料的分散性。
在Ag2Pd浆料中,Ag十的扩散速率仅为纯Ag的几分之一,甚至还低1个数量级。Pd的含量需按使用要求而定,通常为15%?25%,常用值为20%。
利用片状银粉、超细银粉、超细金粉、铂粉和钯粉及其二元、三元合金粉可以制作高电导率、髙附着强度及可焊性优良的贵金属导体浆料。可用于电子元件的导电性黏结剂和电极材料的制备等领域,具有成膜温度低、固化时间短、机械强度高、耐热性能和电气性能好的特点。除了贵金属及其合金粉的性质以外,贵金属导体浆料中的黏合剂性质对贵金属导体浆料的影响很大。贵金属导体浆料可以根据所用的黏合剂的不同而分为不同的类型。例如银导体浆料可以分为以环氧树脂为黏合剂的环氧树脂系银浆、以热固性聚酰亚胺为黏结材料的聚酰亚胺树脂系银浆、以纤维素或丙烯酸树脂等热塑性树脂为黏合剂的银浆等不同种类,用不同黏合剂制备的银浆的耐热性能、机械强度、焊接性能和电性能都不相同。近年来对低温导电银浆的研究很多,如一种以Ag、Cu、Ni为导电相,以聚硫醚为黏结相,并选用频哪醇、过氧化物、偶氮化合物为引发剂的聚合物导电浆料的固化温度仅为℃,固化时间只需10分钟。
贱金属导体材料是电子浆料发展的一个重要方向,它可以降低成本,节约贵金属资源,具有很大的市场前景。在贱金属电子浆料中,引入少量贵金属有利于稳定促进烧结致密度和表面质量,同时对有机物的排除起催化作用,对提高附着力也有益。