探索导电浆料的未来:电子陶瓷制备关键原材料揭秘

导电浆料主要由导电相金属粉、粘结相玻璃粉和有机载体三部分组成。近年来随着数字化产品的飞速发展,高质量、高效益、技术先进、适用范围广的电子浆料在诸多领域占有重要的地位,广泛应用于电子元器件、厚膜集成电路、LTCC、HTCC、太阳能电池电极、薄膜开关及多层陶瓷电容器(MLCC)等技术领域。

 

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图  导电浆料,来源住友金属

根据导电相的不同,可将电子浆料分为贵金属导体浆料和贱金属导体浆料。传统贵金属导体浆料如金浆、银浆,导电和导热性能稳定,但是价格昂贵,限制了其广泛应用。为了降低导电浆料的生产成本,目前国内外主要采用贱金属Cu、Ni、Al等金属粉替代贵金属作为导电浆料填料。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • MLCC用浆料

电极浆料是 MLCC 的主要原材料之一,MLCC 内电极一般选择钯-银合金(1220℃)、钯(1549℃)、镍(1445℃)等高熔点金属粉体材料,要求能够在 1400℃左右高温下烧结而不致发生氧化、熔化、挥发、流失等现象(由于 MLCC 采用 BaTi03 系列陶瓷作介质,一般都在 950~1300℃左右烧成);MLCC 外电极主要是连接内电极,使用的金属粉体材料一般是银和铜,其烧结温度低于内电极材料和陶瓷介质材料,由其制成的电极浆料适用于 MLCC 外电极的二次烧结。

 

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早期的 MLCC 内电极材料为贵金属钯或钯(30%)-银(70%)合金,但成本较高。为降低生产成本,目前MLCC主要采用贱金属镍内电极浆料及铜外电极浆料,在保持材料各性能的基础上将各种电子材料成本大幅度降低。

 

  • LTCC用浆料

低温共烧陶瓷基板技术(LTCC)是一种高密度集成封装技术,而其中的导电银浆料是制备高可靠性电子元件的关键原材料之一。LTCC导电银浆属于采用银粉作为功能相的导电浆。导电银浆由功能相银粉、有机载体及无机粘合相组成。

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图源 上海匠聚

LTCC银浆主要有下面几种:
1.内电极银浆:是指在LTCC器件内部,用于实现电路连接、信号传输和功能实现的电极结构。这些内电极通常由银粉制成,内电极在LTCC器件内部传输信号,将不同的电路元件连接在一起,实现信号的传输和处理。LTCC器件通常由多层陶瓷层叠而成,内电极用于连接不同层次之间的电路,实现三维电路结构,内电极可以实现各种功能,如滤波、放大、耦合等,为器件提供丰富的功能特性。
2.表面电极银浆:是指位于LTCC器件外部表面的电极结构,用于连接器件与外部电路,实现信号输入、输出和连接。LTCC表面电极在器件的封装、连接和整体性能中发挥着重要作用。
3.填孔电极银浆:是指位于LTCC器件内部的电极结构,用于连接不同层次的电路、信号传输和功能实现。填孔电极通过陶瓷基板上的孔洞连接不同层的电路,实现三维电路结构。填孔电极在LTCC器件的多层结构中发挥着关键作用,实现层间的连接和信号传输。

4.涂端电极银浆:是指位于LTCC器件端部的电极结构,用于连接器件与外部电路,实现信号输入、输出和连接,涂端电极的设计需要考虑与外部电路的连接方式,如焊接、钎焊等。

  • HTCC用浆料

HTCC 具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,因此在大功率微组装电路中具有广泛的应用前景

高温共烧陶瓷 HTCC 通常采用金属材料为钨、钼、锰等高熔点金属,按照电路设计要求,印刷于氧化铝/氮化铝/莫来石(相对较少)陶瓷生坯上,然后多层叠合,在 1650~1850℃ 的高温下共烧成一体。

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图源 瓷金科技
在生坯片印刷加工过程,除了印刷机和丝网以外,浆料是影响产品印刷质量的重要的因素之一。为得到高性能高匹配性的陶瓷金属化管壳,对金属粉体(钨、钼)与陶瓷粉体的来料批次一致性要求非常高。钨钼浆料与陶瓷生坯片的匹配性也影响烧结后产品的外观及性能。
导电浆料应用在MLCC、LTCC、HTCC等电子陶瓷的内、外电极浆料和通孔填充浆料时,通常要求浆料具备合适的粘度、触变性和流平性 , 保证在涂敷过程中不流挂 ,堆积部份在烘干前迅速流平。要求烧成的膜光滑致密、无鳞纹、无针孔 , 有良好的导电性 , 附着力强等。此外 , 要求端电极能较好地引出内电极 , 并具备优良的可焊性和耐焊性。
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8月28-30日艾邦第六届精密陶瓷展览会将于深圳国际会展中心7号馆举办,届时艾森达圣达电子海泰克深云基六方钰成艾成科技矽瓷科技等导电浆料相关企业将参展,欢迎各位行业朋友莅临参观交流。

至2024年5月14日(持续更新),已参展导电浆料相关企业集合:
7B68  株洲艾森达新材料科技有限公司

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官网:https://www.ascendus.com.cn/

株洲艾森达新材料科技有限公司成立于2021年3月,涵盖氮化铝粉体(包含流延粉、造粒粉、填料粉)、氮化铝基板、氧化铝基板、氮化硅基板、HTCC用氮化铝生瓷片、氧化铝生瓷片、LTCC用生瓷片、以及各种生瓷片的配套浆料、陶瓷多层基板、陶瓷封装管壳、UVLED支架、各类加热片、陶瓷结构件等。
艾森达生瓷片配套浆料与本公司氮化铝HTCC用生瓷片、氧化铝HTCC用生瓷片、LTCC用生瓷片配套使用,用于RF和微波封装、半导体和功率模块封装等,与本公司生瓷具有良好的匹配性。
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性能参数:
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7C87  合肥圣达电子科技实业有限公司

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官网:http://www.sdetec.com/

合肥圣达电子科技实业有限公司是专注于高端封装及电子材料研制的高新技术企业,产品覆盖金属封装、陶瓷封装、封装材料等领域,并为一体化封装需求提供配套解决方案,现已拥有金属封装外壳、氮化铝(AlN)陶瓷材料、电子浆料等研发与生产线,且电子浆料产能达60吨每年。

圣达电子电子浆料主要用于热敏电阻、压敏电阻、压电陶瓷、陶瓷电容器等电子元器件制作金属化电极层。产品规格主要有PTC无铅系列银浆、NTC无铅系列银浆、氧化锌压敏电阻银浆系列、陶瓷电容器银浆系列、压电陶瓷银浆及贵金属粉体等。

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 7C89  广州海泰克科技有限公司

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官网:https://haitak.com/

广州海泰克科技有限公司成立于2018年。专业从事LTCC(低温共烧陶瓷)材料及配套银浆,玻璃粉以及相关器件设备的销售。
产品主要从日本厂家引进,LTCC产品具有:低损耗,低介电,高强度,高CTE等各特点。产品以生瓷片,生膜带及粉体形式供货,与国外优秀厂家合作提供配套导电浆料,广泛应用于手机、汽车、蓝牙、GPS模块、WLAN模块、WIFI模块等。
7G123  深圳市深云基新材料科技有限公司

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官网:https://www.syj-tech.cn/
深圳市深云基新材料科技有限公司成立于2017年,专注于LTCC/HTCC瓷粉、瓷带、电子浆料等核心原材料的研发、生产和销售。公司具备三项核心能力,一是体系配套完整,以瓷带为基础,全面涵盖导电浆、过渡浆、电阻浆等十数款浆料,可满足在110GHZ以内频率的稳定应用,
深云基导电浆料D6M系列中的生瓷膜与金浆或金银浆混合体系共烧,主要用于雷达T/R组件等军工领域;D6S系列中的生瓷膜与银浆体系共烧,主要用于汽车电子、无线通信等民用领域。
7H123  四川六方钰成电子科技有限公司

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官网:http://www.hexagold.net/

四川六方钰成电子科技有限公司成立于2019年,注册资金3032万。以高性能电子陶瓷基板及射频/光电陶瓷元器件起步,逐渐向前端高性能陶瓷粉料和后端多层陶瓷电路发展,是电子陶瓷领域的垂直整合型标杆企业。

该公司自主开发了多层高温共烧陶瓷电路制造技术,可生产高温共烧陶瓷用生瓷带及配套浆料。

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7A71  苏州艾成科技技术有限公司

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官网:https://www.jssict.com/

苏州艾成科技技术有限公司成立于2021年7月5日,地址位于苏州高新区木桥街30号。公司主要产品包括陶瓷覆铜板(DCB&AMB基板)、氮化铝AlN&氮化硅Si₃N₄陶瓷散热基板、活性金属浆料等。
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7D15  浙江矽瓷科技有限公司

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官网:https://siramic-tech.com/

浙江矽瓷科技有限公司创立于2020年3月,致力于先进介质陶瓷材料研究开发、规模化生产及应用技术服务。目前为客户提供低温共烧陶瓷(LTCC)粉体、LTCC生瓷带、配套金属浆料以及应用解决方案。

矽瓷科技拥有规模化LTCC介质材料粉体生产线,年生产能力达150吨以上;拥有年产能280万片的生瓷带生产线和年产能1.3吨的配套电极浆料生产线;建立了具备材料粉体成份、形貌、热学、电学、力学等材料性能表征能力的分析测试中心。
矽瓷科技拥有年产能280万片的生瓷带生产线和年产能1.3吨的配套电极浆料生产线。
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配套电极银浆型号表:

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推荐展会:第六届精密陶瓷暨功率半导体产业链展览会

同期举办:热管理材料展

2024年8月28日-30日  

深圳国际会展中心7号馆(宝安新馆)
展出2万平米、1,000个摊位、500多家展商、50,000名专业观众;汇聚IGBT/SiC功率半导体产业链;热管理材料产业链,精密陶瓷、电子陶瓷、陶瓷基板、薄膜/厚膜陶瓷电路板、陶瓷封装管壳、LTCC/HTCC/MLCC加工产业链等产业链上下游企业!

一、精密陶瓷产业链:

1、陶瓷器件及材料MLCC、LTCC、HTCC、微波介质陶瓷、压电陶瓷、钛酸钡、碳酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化锆、玻璃粉、氮化铝、LTCC介质陶瓷粉体、稀土氧化物、生瓷带等;

2、精密陶瓷:氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钇、结构陶瓷、高温陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷轴承、陶瓷球、半导体陶瓷(搬运臂、陶瓷劈刀、静电卡盘、蚀刻环……)、3D打印陶瓷、燃料电池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纤陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。

3、陶瓷基板及封装外壳:陶瓷封装外壳、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜电路板、厚膜电路板、陶瓷封装基座、热沉、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、莫来石粉体及基板等;

4、金属材料:银粉、金粉、铜粉、镍粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用内/外电极浆料、LTCC银浆、金浆、钨钼浆料、铜浆、靶材、无氧铜带、可伐合金、金属冲压件等;

5、助剂:陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂、烧结助剂等;

6、设备:

陶瓷加工设备:砂磨机、球磨机、真空脱泡机、三辊机、喷雾造粒机、干压机、流延机、注塑机、3D打印机、模具、干燥设备、研磨机、精雕机、裁片机、激光设备、打孔机、填孔机、丝网印刷机、叠层机、层压机、等静压机、热切机、整平机、排胶炉、烧结炉、钎焊设备、电镀设备、化学镀、喷银机、浸银机、端银机、真空镀膜设备、显影设备、去膜设备、蚀刻机、湿制程设备、等离子清洗、超声波清洗、自动化设备、剥离强度测试仪、AOI检测设备、打标机;

封装测试设备:贴片机、引线键合机、封盖机、平行缝焊封帽、切筋机、钎焊设备、激光调阻机、网络分析仪、热循环测试设备、测厚仪、氦气检漏仪、老化设备、外观检测、超声波扫描显微镜、X-光检测、激光打标、分选设备、测包编带机等;

7、耗材:离型膜、载带(塑料和纸质)、耐火材料、承烧板/匣钵(氧化铝、刚玉莫来石、氮化硼等)、承烧网、发泡胶、研磨耗材(金刚石微粉、研磨液)、精密网版、清洗剂、电镀药水等。

二、热管理产业链:

 

1、热管理材料:氧化铝、氮化铝、氮化硼、石墨烯、石墨、碳纳米管、空心玻璃微珠、导热粉体、散热基板、热沉(钨铜、钼铜、氮化铝、金刚石等)、铝碳化硅AlSiC、相变材料、导热凝胶、导热界面材料、导热垫片、导热胶带、灌封胶、热管/均热板;

2、散热器件:半导体制冷片(TEC)、IGBT散热器(铜、铝)、大功率晶体管散热器、通信基站散热壳体、液态金属散热器、插针式散热器等;

3、设备:压延机、涂布机、分条机、模切机、复卷机、切片机,CNC设备、压铸/冲压设备、热分析仪器、激光导热仪、导热系数仪、强度试验机、检测设备、自动化等。

三、功率半导体器件封装产业链:

1、材料:碳化硅,陶瓷衬板(DBC、AMB)、封装管壳、键合丝、散热基板(铜、铝碳化硅AlSiC)、导热硅凝胶、环氧灌封胶、焊料(预制焊片)、银膜/银膏、散热器(铜、铝)、功率引出端子(铜端子)、外壳(工程塑料PPS、PBT、高温尼龙)、清洗剂等;

2、设备及配件:真空焊接炉、贴片机、固晶机、引线键合机、X-ray、推拉力测试机、等离子清洗设备、点胶机、丝网印刷机、超声波扫描设备、动静态测试机、点/灌胶机、银烧结设备、垂直固化炉、甲酸真空共晶炉、自动封盖设备、高速插针机、弯折设备、超声波焊接机、视觉检测设备、推拉力测试机、高低温冲击设备、功率循环测试设备、打标机、检验平台、治具等;

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展会预定:
温小姐:18126443075(同微信)
邮箱:wenxiaoting@aibang.com
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龙小姐:18318676293(同微信)
邮箱:ab036@aibang.com

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作者 gan, lanjie