銀漿憑借其優異的導電性和化學穩定性，在光伏電池電極、多層陶瓷電容器（MLCC）端電極、5G通信濾波器等電子元件制造中占據主導地位。然而，銀資源的稀缺導致其價格居高不下，顯著推高了電子元器件的生產成本，尋求高性價比的替代材料成為行業迫切需求。

銅以其與銀相近的導電性（體積電導率約為銀的97%）、豐富的資源儲量以及顯著的成本優勢，被視為極具前景的替代候選材料。

（來源：網絡）

然而，在實際應用中，電子銅漿采用的銅粉大多為10μm以下，甚至是是納米級的顆粒，具有極大的比表面積，加上銅漿中樹脂粘結劑的交聯固化通常需高溫處理，銅粉極易被氧化生成絕緣的氧化銅（CuO）或氧化亞銅（Cu₂O）。導致導電性急劇下降，燒結致密化過程受阻，并影響與基底的結合強度。因此克服銅漿的易氧化特性是實現其大規模工業應用的核心挑戰之一。

基于這一背景，我們一起了解一下當前應用于解決銅漿氧化問題的幾類關鍵技術方案的應用現狀與發展前景。

一、銅粉表面包覆技術

該方法是最直接的物理防護策略，通過在銅粉核心周圍打造一層致密、連續且穩定的異質防護層，可實現對氧氣的物理隔絕，使配置的銅漿具有先天抗氧化性。目前國內外采用的銅粉表面改性工藝技術主要有：

1.表面鍍銀

表面鍍銀技術就是熔鹽置換、化學鍍、物理氣相沉積、球磨等工藝，在銅核表面鍍覆一層幾十個納米到幾百個納米的銀外殼，這層銀外殼既能有效充當物理屏障，隔絕空氣與水，避免氧化銅粉，又可以依靠其來傳導電流，最終提供接近銀純銀粉的高導電性，適配異質結電池用（HJT）低溫漿料。但目前產業化主要采用的化學鍍法制備工藝復雜，需對鍍液成分、反應溫度、時間等參數實施精密控制，方能產出結構穩定、包覆均勻的銀包銅粉。

化學鍍法制備銀包銅粉機理（來源：參考文獻2）

相關閱讀：尋找銀粉平替，銀包銅粉能否推進光伏行業降本增效？

2.表面包覆有機膜

有機包覆技術通過使用油酸、石蠟或硬脂酸等有機物在銅粉表面形成有機膜，具有操作工藝簡單且成本可控的優勢，同時基于隧道導電機制：當包覆層厚度足夠薄時，電子仍可借助量子隧穿效應穿越絕緣有機膜，使銅粉仍維持優異導電性。

然而，該技術存在明顯局限：一是采用可溶性有機物作為包覆膜在復配漿料時可能被其他溶劑溶解，二是采用不溶性或難溶性有機物作為包覆膜時，在包覆工藝過程中可能會形成不完整的包覆膜，這些包覆失效區會引發銅粉局部氧化，顯著增加界面接觸電阻，最終導致整體導電性能下降。

3.表面磷化處理

有機磷 化物作為金屬緩蝕劑可以在銅粉表面反應形成有機磷/銅 化合物包覆層，防止銅粉顆粒被氧元素和其他元素氧化，使得所制備的電子漿料導電性能及導電穩定性都很優異。

二、燒結環境的控制

高溫環境下，銅粉的氧化速會被加速，因此嚴格管控高溫燒結環境，最大限度減少氧氣接觸，目前主要有兩種途徑控制燒結環境：

1.惰性氣體保護/真空燒結：

在密閉燒結爐中持續通入高純度氮氣（N?）或氬氣（Ar）形成無氧環境，或是在低壓真空環境下進行燒結物理移除氧氣，都可有效避免燒結過程中氧氣對銅粉的侵蝕，不過這對設備氣密性與氣流控制都提出了高要求，成本較高。

2.快速燒結

利用低溫固化工藝，并搭配低沸點溶劑、納米銅粉、低溫燒結助劑、低熔點合金等，通過縮短燒結時間并降低燒結溫度，使得銅粉氧化尚未大面積發生前完成固化，目前這種工藝制備的銅漿電阻率可接近銀漿水平，主要用在柔性電子器件和可穿戴設備領域。

真空爐快速熱處理 (RTP)，來源：美格

三、優化漿料配方

1.玻璃料改性

高溫銅電子漿料采用無機玻璃粉做粘結相，同時玻璃粉在熔化過程中也可以熔解銅粉表面的銅氧化物。銅氧化物被熔化露出新鮮銅層后再與空氣接觸，表面回繼續形成銅氧化層并又被玻璃粉熔蝕，如此往復。當氧化速率小于熔解速率時，玻璃粉熔化呈熔融液狀，在毛細作用下浸潤金屬顆粒，使得銅粉表面形成一層導電的玻璃相，降溫冷卻過程中玻璃體收縮，銅粉顆粒相互接觸形成導電網格，導電性能優異。這種玻璃包覆銅漿通過調整玻璃粉和氧化物的含量，可以控制燒結過程中的方阻值，目前主要應用于復雜的多層陶瓷電容器（MLCC）和LTCC基板中。

2.摻入還原性助劑

添加有機還原劑（如甲酸、檸檬酸）或納米碳材料作為還原性添加劑，在燒結時可使得銅粉優先與氧反應，避免了氧化反應的發生。

小結

電子銅漿燒結氧化難題的突破是重塑電子制造業的成本結構與資源可持續性的可靠路徑之一。通過對原料處理、結合高效燒結環境控制技術并輔以漿料配方優化，能夠顯著拓寬了電子銅漿的應用場景，使其在光伏、5G濾波器及可穿戴設備領域加速商業化，驅動電子行業從高成本、稀缺資源依賴向高性價比與綠色制造轉型。

參考文獻;

1、劉曉琴.高溫銅電子漿料的制備及性能研究[D].西安工程大學.

2、李明鋼,汪根深,孫德旺,等.銀包銅粉制備與應用的研究進展[J].稀有金屬材料與工程.

粉體圈Corange整理