铜电子浆料的制备及性能

本文采用微米级铜粉为导电填料,抗坏血酸为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,环氧树脂为基料,聚酰胺树脂为固化剂,制备获得空气中低温固化铜电子浆料。利用X射线衍射仪、金相显微镜、四探针电阻测试仪、粘度测试仪等对电子浆料各性能进行了表征。实验结果表明,当铜粉与有机载体的比例为85∶15时,在烘箱中75℃烘干得到的导电铜膜性能最佳,电阻率为3.627×10-3Ω·cm,空隙较少,样品表面较为平整,导电性较稳定。

烧结工艺对铜电子浆料导电性能的影响

为了研究烧结工艺对铜电子浆料性能的影响,本文采用丝网印刷将铜浆料印刷到氧化铝陶瓷基片上,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和四探针电导率测试仪对烧结后的试样进行了表征。结果表明:在氮气保护性气氛下,以5℃/min升温速率升到100℃,保温10min,烘干湿膜,然后以10℃/min的升温速率升到峰值温度450℃,保温20min,制得的导电铜膜层的导电性能最佳,电阻为13.45mΩ/□,满足工业化生产的要求。

高温烧结型铜电子浆料的导电性

针对铜电子浆料导电性能低、成本高等问题,以铜粉及有机载体为原料,通过手工将丝网印刷到陶瓷基板上,600℃烧结后制备出高温烧结型铜电子浆料,并利用四探针测试仪测试烧结后铜膜的方阻,分析有机载体、铜粉粒径大小及铜粉含量对浆料导电性的影响.结果表明,当有机载体中乙基纤维素质量分数为5%,浆料中10μm和1μm铜粉质量比为7∶1,总铜粉含量为80%时,烧结后的铜电子浆料导电性能最佳,方阻最低可达1.17Ω/□.

碳纳米管对铜电子浆料导电性能的影响

为提高铜电子浆料的导电性能,在其中加入碳纳米管作为导电增强相.文中通过改变导电相的比例及碳纳米管的种类研究了碳纳米管的含量和类型对铜浆料导电性能的影响.结果表明,在浆料中加入碳纳米管能够很大程度上提高其导电性能,以m（Cu）∶m（Carbon Nanotubes）=98∶2的比例制备出的复合浆料导电性能最佳;复合浆料的导电性能随碳纳米管纯度的提升而增大,随管径的减小而提升,且其长度在5-30μm时制备的复合浆料导电性能相对较好.综合其导电性能和成本,选择纯度为95%,管径为20-30nm,长度为10-30μm的碳纳米管制备铜复合浆料.

石墨烯对微胶囊铜电子浆料导电性能的影响

以丙烯酸树脂作为微胶囊壁材溶液包覆铜粉,石墨烯作为导电增强相,制备了石墨烯-微胶囊铜复合电子浆料。利用金属电导率测试仪、X射线衍射仪、四探针测试仪和扫描电子显微镜分别研究了微胶囊铜粉的电导率及其抗氧化性能,分析了石墨烯对石墨烯-微胶囊铜复合电子浆料导电性能的影响。结果表明:微胶囊铜粉与未包覆铜粉相比,电导率明显提高,且当增重率为4%(wt,质量分数)时,电导率达到最大值41.30%IACS,且不存在CuO或Cu_2O;石墨烯的加入对铜复合电子浆料的导电性能有增强作用,但不同类型石墨烯的增强效果不同,导电性能主要与石墨烯的片径、厚度、纯度相关,其中片径约5μm,厚度为1～5nm的石墨烯纳米片作为导电增强相制备的铜复合电子浆料导电性能最优。

铜系电子导电浆料用超细铜粉的研制

本文主要采用液相化学还原法制备不同形貌、粒径大小的超细铜粉,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪进行表征,研究不同种类还原剂对超细铜粉形貌尺寸、粒度分布及粒径大小、振实密度的影响。结果表明,采用葡萄糖-抗坏血酸分步还原法制得平均粒径约1.30um超细铜粉,中高振实密度、分散性好、球形度佳、无明显团聚,粒径大小均一且呈现窄粒径分布特点。

高温铜电子浆料的制备及性能研究

以铜粉、玻璃粉和有机载体为原料,采用丝网印刷将铜浆料印刷到氧化铝陶瓷基片上,制备高温烧结型铜电子浆料。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪和四探针导电性测试仪对烧结后的试样行了表征。结果表明:在氮气保护性气氛下、烧结温度为450℃、玻璃粉质量分数为8%时,铜电子浆料烧结后的铜导电膜层导电性最佳,方阻值为23.62 mΩ/□,133 d内电阻的变化率仅为28.7%,铜导电膜层光滑平整。

烧结温度对铜复合电子浆料烧结膜组织和性能的影响

烧结温度和玻璃粉熔点对铜复合电子浆料烧结膜的性能有重要影响。本文选用熔点为430℃的玻璃粉作为复合电子浆料的粘结相,采用四探针测试仪、扫描电镜(SEM)等方法研究了不同烧结温度下导电铜膜的电阻率及其微观结构。结果表明460℃烧结时,玻璃液粘度适中,能完全润湿、包覆铜粉,且铜粉能均匀悬浮在玻璃液中,制得的导电膜平整、致密,导电通道多,因而导电性能较好,同时玻璃液凝固、收缩使膜层与基体之间获得良好的附着力和抗老化性能。

碳纳米管对微胶囊铜复合浆料导电性能的影响

为提高铜浆料的导电性能,利用微胶囊技术对铜粉表面做改性处理,添加碳纳米管为导电增强相,制备碳纳米管-微胶囊铜复合浆料。利用四探针测试仪、扫描电子显微镜(SEM)等研究了微胶囊铜粉的抗氧化性能及碳纳米管的参数、添加量对铜浆料导电性能的影响,分析其导电机理并建立导电相连接模型。研究结果表明:微胶囊化的铜粉具有较好的抗氧化性和导电性。当碳纳米管与铜粉的质量比为4∶96时,采用管径1~2 nm,长度5~30 nm的碳纳米管制备的复合浆料的电阻率达到最小值6.05 mΩ·cm,与纯铜浆料相比降低了89.39%。以碳纳米管-铜复合浆料与铜浆料分别制得导电膜,两者相比,前者更平坦、更致密,导电相间的接触更紧密,大量的碳纳米管覆盖在铜粉颗粒表面或填充铜粉颗粒间隙,同时碳纳米管之间相互"吸引",形成致密的网状结构,在铜粉颗粒之间建立起大量的导电"桥梁",从而改善了复合浆料的导电性能。

纳米碳管化学镀铜复合浆料的制备及性能

为提高碳纳米管(CNTs)与Cu基体的界面润湿性,改善CNTs与Cu基体之间的分散性与结合力,制备具有导电性能优良的铜复合浆料,选用粒径1μm和10μm的粒度级配铜粉作主导电相,少量镀铜CNTs为导电增强相,以水基溶剂为载体,制备CNTs化学镀铜复合浆料。并确定CNTs化学镀铜最佳工艺,分析镀铜CNTs对浆料导电性能的影响及其导电机理。结果表明:CNTs经化学镀铜后,其表面镀覆一层连续、均匀且致密的铜颗粒,改善了CNTs与金属Cu之间的分散性和润湿性。镀铜CNTs可以充当连接铜粉介质,均匀地覆盖在铜粉表面,有效地填充和弥补铜颗粒间的连续性欠缺,管壁之间相互吸引且搭接在Cu颗粒之间,形成致密的导电网络。当铜粉∶镀铜CNTs质量比为96∶4时,复合浆料的导电性最优,有效提升了复合浆料的导电性能。