隨著高功率半導體、AI、LED、柔性/可穿戴電子產品行業技術發展以及環保要求提高,傳統高分子導電膠、鉛錫焊料已難以滿足相關領域需要。納米銀膏以高導電性、高導熱性及低溫燒結特性(150–250℃)的突出優勢正在對其實現快速和全面替代。
高分子導電膠的導電和導熱性能主要依賴導電填料的含量,通常低于金屬焊料,而且聚合物基體在高溫高濕工況下耐候性差,穩定性不足;鉛錫焊料雖然在性能和穩定性方面都有大幅提升,但卻含鉛,不符合RoHS等環保法規要求,另外也難以實現超細間距互連(<100μm),回流焊工藝可能產生橋接、錫珠等問題。
作為當前業界推出的優秀替代方案,納米銀膏仍須面對制備和應用兩方面的巨大挑戰。首先是高固含量(>80wt%)——導電/導熱填料的體積分數需要達到一個臨界值(滲流閾值)才能形成連續的導電/導熱網絡,實現燒結后孔隙率低,接觸密度高;其次是高活性——納米顆粒具有非常低的燒結起始溫度(驅動力大)和非常快的燒結致密化動力學速率(速度快),低氧含量(無氧化層)和特定形貌(如片狀、枝晶狀等)也利于促進燒結,這些特性利于電子封裝的低溫工藝,利于保護熱敏感元件,兼容聚合物基板,還能降低能耗。高固含量的難點在于同時必須解決團聚、穩定性和流動性問題,高活性則意味著超細粒徑和粒形的精準控制,并且涉及抗氧化(表面改性/致密包覆)工藝等。
通過上述簡介,不難理解納米銀膏的產業化需要對粉體技術、膠體與界面科學、流變學、燒結動力學有深刻理解,再輔以復雜的配方工程(分散劑、穩定劑、流變劑、溶劑的協同)能力。9月25-26日,于蘇州舉辦的“2025全國納米金屬粉體/漿料制備與應用創新發展論壇”,粉體圈邀請了深圳市夏特科技有限公司技術總監/玉林師范學院研究員,萬軍喜博士分享題為“高固含高活性納米銀膏的制備及應用研究”的報告,內容包括:采用過程強化連續流制備技術,直接反應即可制備出固含量大于30%的納米銀顆粒,而后轉相處理制備出固含量大于80%的納米銀膏。該納米銀膏在100℃即開始燒結熔融,150℃可完全燒結。將之與市售微米銀粉復合,僅需5-10%的添加量即可實現降銀耗(>10%)、提高電性能(>15%)和降低燒結溫度的效果。
報告人簡介
萬軍喜:深圳市夏特科技有限公司技術總監/玉林師范學院研究員,中國科學技術大學博士,清華大學博士后,國家科技獎勵評審專家、廣東省省部產學研科技特派員、重慶市產業技術帶頭人(省級人才)、深圳市高層次專業技術人才。主要從事納米材料、電功能材料、和過程強化技術的研究和產業化開發,在濕法過程強化連續流反應制備微納米材料新工藝和新裝備產業化應用方面有豐富的實踐經驗,成功實現了年產千頓級磷酸鐵、氫氧化鎂、氧化鋯等納米粉體的產業化轉化。主持承擔完成各類科研項目30余項,其中國家、省部級項目7項,累計項目經費3000余萬元;申請中國專利50余件,其中發明專利30余件,獲得授權專利40余件;參與編寫專著2部,發表科研論文30余篇。
粉體圈整理
作者:粉體圈
總閱讀量:596