低溫導(dǎo)電銀漿大揭秘：原理、制備、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

低溫導(dǎo)電銀漿大揭秘：原理、制備、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

在現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，各種精密電子設(shè)備如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等不斷涌現(xiàn)，這些設(shè)備的核心部件對(duì)導(dǎo)電材料的性能提出了極高要求。低溫導(dǎo)電銀漿作為一種特殊的導(dǎo)電材料，正逐漸在眾多領(lǐng)域嶄露頭角，發(fā)揮著不可或缺的作用。

一、低溫導(dǎo)電銀漿是什么

低溫導(dǎo)電銀漿是一種由銀粉、粘合劑、添加劑等成分組成的混合物，其較大特點(diǎn)在于能夠在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)固化并具備良好的導(dǎo)電性能。通常，傳統(tǒng)導(dǎo)電銀漿的固化溫度較高，可能需要 200℃甚至更高溫度，而低溫導(dǎo)電銀漿的固化溫度一般可控制在 150℃以下，部分先進(jìn)產(chǎn)品甚至能在 100℃左右完成固化。這一特性使其能夠適用于多種對(duì)溫度敏感的基材，如塑料、紙張、柔性電路板（FPC）等。

從成分來(lái)看，銀粉是提供導(dǎo)電性能的關(guān)鍵成分。為了確保良好的導(dǎo)電性和分散性，低溫導(dǎo)電銀漿中使用的銀粉通常粒徑較小，且形狀多樣，包括球形、片狀等。其中，片狀銀粉因其較大的比表面積和良好的相互搭接性能，在形成導(dǎo)電通路方面具有優(yōu)勢(shì)。粘合劑則負(fù)責(zé)將銀粉粘結(jié)在一起，并使銀漿能夠牢固附著在基材表面。常見(jiàn)的粘合劑有聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等，不同的粘合劑會(huì)賦予銀漿不同的固化特性和物理性能。例如，聚氨酯類(lèi)粘合劑制成的銀漿AS7000系列往往具有較好的柔韌性和耐彎折性能，適合用于柔性電子領(lǐng)域；而環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合劑AS6000系列則能提供較高的粘結(jié)強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性；值得一提的是UV光固化的低溫銀漿AS5100系列，可以在UV光照的條件下實(shí)現(xiàn)快速固化。添加劑的種類(lèi)繁多，如分散劑用于保證銀粉在粘合劑中均勻分散，防止團(tuán)聚；觸變劑可以調(diào)節(jié)銀漿的流變性能，使其在印刷或涂布過(guò)程中具有良好的操作性，避免出現(xiàn)流掛或干涸等問(wèn)題。

二、低溫導(dǎo)電銀漿的制方法

（一）物理混合法

物理混合法是制備低溫導(dǎo)電銀漿較為常用的方法之一。該方法首先將銀粉、粘合劑以及各種添加劑按照一定比例稱(chēng)取。銀粉的選擇要根據(jù)所需的導(dǎo)電性能和粒徑要求進(jìn)行篩選，例如對(duì)于要求高導(dǎo)電性能和精細(xì)線(xiàn)路印刷的應(yīng)用，通常會(huì)選用粒徑較小的納米銀粉或超細(xì)片狀銀粉。粘合劑則根據(jù)其固化特性、柔韌性、粘結(jié)強(qiáng)度等性能要求進(jìn)行挑選。接著，將這些成分加入到球磨機(jī)、攪拌機(jī)等混合設(shè)備中，通過(guò)機(jī)械攪拌或球磨的方式使各成分充分混合均勻。在混合過(guò)程中，需要控制好混合時(shí)間、速度以及溫度等參數(shù)，以確保銀粉能夠均勻分散在粘合劑中，避免出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。物理混合法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。但其缺點(diǎn)是銀粉與粘合劑之間主要是物理混合，結(jié)合力相對(duì)較弱，可能會(huì)影響銀漿的某些性能，如附著力和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

（二）化學(xué)合成法

化學(xué)合成法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制備低溫導(dǎo)電銀漿的方法。其中一種常見(jiàn)的方式是利用化學(xué)還原反應(yīng)制備銀納米顆粒，然后將其與粘合劑等成分復(fù)合。以硝酸銀為原料，在適當(dāng)?shù)倪€原劑（如檸檬酸鈉、硼氫化鈉等）和保護(hù)劑（如聚乙烯吡咯烷酮等）存在下，通過(guò)控制反應(yīng)溫度、時(shí)間和反應(yīng)物濃度等條件，使硝酸銀被還原成銀納米顆粒。這些銀納米顆粒具有粒徑均勻、分散性好等優(yōu)點(diǎn)。之后，將制備好的銀納米顆粒與預(yù)先選擇好的粘合劑、添加劑等進(jìn)行混合，通過(guò)超聲分散、攪拌等手段使其均勻分散，較終得到低溫導(dǎo)電銀漿。化學(xué)合成法制備的銀漿中銀粉與粘合劑之間可能存在一定的化學(xué)鍵合作用，從而使銀漿具有更好的性能，如更高的附著力和導(dǎo)電穩(wěn)定性。但該方法工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高，對(duì)反應(yīng)條件的控制要求嚴(yán)格，大規(guī)模生產(chǎn)的難度較大。

（三）溶膠 - 凝膠法

溶膠 - 凝膠法也是制備低溫導(dǎo)電銀漿的一種有效方法。首先，將金屬醇鹽（如硝酸銀的醇溶液）或無(wú)機(jī)鹽（如硝酸銀）作為前驅(qū)體，與含有機(jī)官能團(tuán)的化合物（如有機(jī)硅烷）混合，在催化劑的作用下發(fā)生水解和縮聚反應(yīng)，形成溶膠。在溶膠中，銀離子或銀的前驅(qū)體均勻分散在有機(jī)聚合物網(wǎng)絡(luò)中。然后，通過(guò)加熱或其他處理方式使溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟z，在此過(guò)程中，銀離子逐漸被還原成銀原子并聚集形成銀納米顆粒，同時(shí)有機(jī)聚合物網(wǎng)絡(luò)固化形成粘合劑。最后，對(duì)凝膠進(jìn)行干燥、研磨等后處理，得到低溫導(dǎo)電銀漿。溶膠 - 凝膠法能夠精確控制銀顆粒的粒徑和分布，并且可以在分子水平上實(shí)現(xiàn)銀粉與粘合劑的復(fù)合，從而獲得性能優(yōu)異的低溫導(dǎo)電銀漿。然而，該方法同樣存在工藝復(fù)雜、成本較高以及反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題，限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。

三、低溫導(dǎo)電銀漿的特性

（一）良好的導(dǎo)電性能

銀本身就是一種導(dǎo)電性極佳的金屬，低溫導(dǎo)電銀漿通過(guò)合理設(shè)計(jì)銀粉的含量和分布，能夠構(gòu)建高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在固化后，銀粉相互接觸形成連續(xù)的導(dǎo)電通路，電子可以在其中自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)低電阻導(dǎo)電。其電阻率可達(dá)到 1.5*10?6Ω?cm 數(shù)量級(jí)，與其他導(dǎo)電材料相比，這一數(shù)值處于較低水平，能夠滿(mǎn)足大多數(shù)電子設(shè)備對(duì)良好導(dǎo)電性能的需求。例如，在制作電子線(xiàn)路板時(shí)，使用低溫導(dǎo)電銀漿印刷的線(xiàn)路能夠快速、穩(wěn)定地傳輸電信號(hào)，確保電子元件之間的信息交互準(zhǔn)確無(wú)誤。

（二）低溫固化優(yōu)勢(shì)

低溫固化是低溫導(dǎo)電銀漿區(qū)別于傳統(tǒng)銀漿的顯著特性。這一特性帶來(lái)了諸多好處。首先，對(duì)于那些不能承受高溫的基材，如一些塑料薄膜、熱敏性聚合物等，低溫導(dǎo)電銀漿AS6089能夠在80-90°C不損害基材性能的前提下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。以柔性顯示器為例，其使用的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜基材在高溫下容易變形、老化，而低溫導(dǎo)電銀漿可在較低溫度下固化，保證了柔性顯示器的制作工藝可行性，同時(shí)維持了 PET 薄膜的柔韌性和光學(xué)性能。其次，低溫固化過(guò)程能耗較低，相比高溫固化工藝，能夠節(jié)省大量的能源成本，符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。此外，低溫固化還能縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)電子器件具有重要意義。

（三）高附著力

為了確保導(dǎo)電線(xiàn)路在長(zhǎng)期使用過(guò)程中不脫落、不失效，低溫導(dǎo)電銀漿需要具備良好的附著力。通過(guò)選擇合適的粘合劑以及優(yōu)化配方，低溫導(dǎo)電銀漿能夠與多種基材表面形成牢固的化學(xué)鍵合或物理吸附作用。無(wú)論是在光滑的玻璃表面，還是粗糙的陶瓷、塑料表面，都能實(shí)現(xiàn)可靠的附著。在觸摸屏的制造中，低溫導(dǎo)電銀漿用于制作導(dǎo)電電極，其與玻璃或塑料基板之間的高附著力保證了觸摸屏在日常使用中頻繁觸摸操作下，導(dǎo)電線(xiàn)路依然穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)起皮、脫落等現(xiàn)象，從而**了觸摸屏的正常工作和使用壽命。

（四）良好的耐候性

在實(shí)際應(yīng)用中，電子設(shè)備可能會(huì)面臨各種復(fù)雜的環(huán)境條件，如溫度變化、濕度、化學(xué)腐蝕等。低溫導(dǎo)電銀漿需要具備良好的耐候性，以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)特殊配方設(shè)計(jì)的低溫導(dǎo)電銀漿，能夠在不同溫度和濕度環(huán)境下保持穩(wěn)定的導(dǎo)電性能和物理性能。在高溫高濕環(huán)境中，銀粉不易氧化，粘合劑也不會(huì)發(fā)生水解或老化，從而保證了導(dǎo)電線(xiàn)路的可靠性。在戶(hù)外使用的電子設(shè)備，如太陽(yáng)能電池板、智能交通監(jiān)控設(shè)備等，其內(nèi)部的導(dǎo)電線(xiàn)路使用低溫導(dǎo)電銀漿制作后，能夠在長(zhǎng)期的自然環(huán)境暴露下正常工作，減少了因環(huán)境因素導(dǎo)致的故障發(fā)生率。

四、低溫導(dǎo)電銀漿的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）電子器件制造

集成電路封裝：在集成電路（IC）封裝過(guò)程中，需要將芯片與外部引腳或基板進(jìn)行可靠的電氣連接。低溫導(dǎo)電銀漿AS6155可用于芯片粘貼和引線(xiàn)鍵合等環(huán)節(jié)，它能夠在低溫下快速固化，避免高溫對(duì)芯片造成損傷，同時(shí)提供良好的導(dǎo)電和機(jī)械性能，確保芯片與封裝外殼之間的信號(hào)傳輸穩(wěn)定。在手機(jī)處理器、電腦內(nèi)存芯片等的封裝中，低溫導(dǎo)電銀漿得到了廣泛應(yīng)用。

傳感器制造：各類(lèi)傳感器如溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器等，需要精確的導(dǎo)電線(xiàn)路來(lái)傳輸感應(yīng)信號(hào)。低溫導(dǎo)電銀漿AS9108能夠在傳感器的微小結(jié)構(gòu)上進(jìn)行精確印刷或涂布，形成導(dǎo)電電極和連接線(xiàn)路。由于其低溫固化特性，不會(huì)影響傳感器敏感元件的性能，并且高附著力和良好的耐候性保證了傳感器在各種環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。例如，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的溫度傳感器，使用低溫導(dǎo)電銀漿制作的導(dǎo)電線(xiàn)路能夠在高溫、振動(dòng)等惡劣環(huán)境下可靠地傳輸溫度信號(hào)。

柔性電子：柔性電子是近年來(lái)發(fā)展迅速的領(lǐng)域，包括柔性顯示器、可穿戴電子設(shè)備等。低溫導(dǎo)電銀漿憑借其低溫固化和良好柔韌性的特點(diǎn)，成為柔性電子制造的理想材料。在柔性顯示器中，低溫可拉伸導(dǎo)電銀漿AS7126用于制作像素電極、驅(qū)動(dòng)電路等，使得顯示器能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲、折疊等功能，同時(shí)保持清晰的圖像顯示。在可穿戴設(shè)備如智能手環(huán)、智能服裝中，低溫導(dǎo)電銀漿用于連接各種電子元件，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和電源供應(yīng)，并且能夠適應(yīng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉伸、彎曲等變形。

（二）太陽(yáng)能光產(chǎn)業(yè)

太陽(yáng)能電池制造：在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，低溫導(dǎo)電銀漿主要用于制作電池的電極。傳統(tǒng)的晶體硅太陽(yáng)能電池需要在高溫下進(jìn)行電極燒結(jié)，而對(duì)于一些新型的太陽(yáng)能電池技術(shù)，如薄膜太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦太陽(yáng)能電池等，低溫導(dǎo)電銀漿具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池對(duì)溫度較為敏感，高溫?zé)Y(jié)可能會(huì)破壞鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)和性能。低溫導(dǎo)電銀漿AS9120能夠在120°C低溫下與鈣鈦礦材料形成良好的歐姆接觸，降低接觸電阻，提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，其高附著力和耐候性保證了電極在長(zhǎng)期光照和戶(hù)外環(huán)境下的穩(wěn)定性，有助于延長(zhǎng)太陽(yáng)能電池的使用壽命。

光伏組件封裝：在光伏組件的封裝過(guò)程中，需要將多個(gè)太陽(yáng)能電池片連接起來(lái)，并進(jìn)行密封保護(hù)。低溫導(dǎo)電銀漿AS6123L可用于電池片之間的互連，其良好的導(dǎo)電性能確保了電流在電池片之間的高效傳輸。此外，低溫固化特性使得封裝過(guò)程更加簡(jiǎn)便，減少了高溫對(duì)封裝材料和電池片的影響，提高了光伏組件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

（三）觸摸屏與顯示技術(shù)

觸摸屏制作：觸摸屏已成為現(xiàn)代電子設(shè)備的重要人機(jī)交互界面，低溫導(dǎo)電銀漿AS9605在觸摸屏的制作中起著關(guān)鍵作用。它用于制作觸摸屏的透明導(dǎo)電電極，通過(guò)絲網(wǎng)印刷、噴墨打印等工藝將低溫導(dǎo)電銀漿印刷在玻璃或塑料基板上，形成精細(xì)的導(dǎo)電線(xiàn)路。這些導(dǎo)電線(xiàn)路能夠感應(yīng)觸摸信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸給控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏的觸摸控制功能。低溫導(dǎo)電銀漿的高精度印刷性能和良好的附著力，保證了觸摸屏的觸摸靈敏度和使用壽命。在智能手機(jī)、平板電腦、智能家電等設(shè)備的觸摸屏制造中，低溫導(dǎo)電銀漿得到了大量應(yīng)用。

有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示：在 OLED 顯示技術(shù)中，低溫導(dǎo)電銀漿用于制作 OLED 面板的電極和驅(qū)動(dòng)電路。OLED 顯示具有自發(fā)光、對(duì)比度高、視角廣等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)電極材料的要求也較高。低溫導(dǎo)電銀漿AS9008能夠在低溫下與 OLED 有機(jī)材料兼容，形成低電阻的導(dǎo)電連接，同時(shí)不會(huì)對(duì)有機(jī)材料的發(fā)光性能產(chǎn)生負(fù)面影響。其良好的柔韌性和可加工性，使得 OLED 顯示面板能夠?qū)崿F(xiàn)彎曲、折疊等特殊形狀設(shè)計(jì)，推動(dòng)了 OLED 顯示技術(shù)在柔性顯示領(lǐng)域的發(fā)展。

五、低溫導(dǎo)電銀漿的發(fā)展趨勢(shì)

（一）性能提升

更低的電阻率：隨著電子設(shè)備向小型化、高性能化發(fā)展，對(duì)低溫導(dǎo)電銀漿的導(dǎo)電性能提出了更高要求。未來(lái)，善仁新材的研發(fā)人員將致力于進(jìn)一步降低低溫導(dǎo)電銀漿的電阻率，通過(guò)優(yōu)化銀粉的形態(tài)、粒徑分布以及改進(jìn)配方設(shè)計(jì)等手段，構(gòu)建更加高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提高電子傳輸效率，以滿(mǎn)足如 5G 通信設(shè)備、高性能計(jì)算機(jī)芯片等對(duì)極低電阻導(dǎo)電材料的需求，推薦AS9335低溫?zé)Y(jié)銀漿系列，此系列產(chǎn)品可以提供高達(dá)150瓦的導(dǎo)熱系數(shù)和50MPA的剪切強(qiáng)度。

更高的附著力和柔韌性：在柔性電子和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，低溫導(dǎo)電銀漿需要在各種復(fù)雜的變形條件下保持良好的性能。因此，提高銀漿與基材之間的附著力以及自身的柔韌性是重要的發(fā)展方向。SHAREX研究人員將通過(guò)開(kāi)發(fā)新型粘合劑、添加功能性助劑等方式，增強(qiáng)銀漿與不同基材表面的化學(xué)鍵合或物理吸附作用，同時(shí)提高銀漿固化膜的柔韌性和耐彎折性能，確保導(dǎo)電線(xiàn)路在長(zhǎng)期拉伸、彎曲等變形過(guò)程中不脫落、不斷裂。

更好的耐候性和穩(wěn)定性：面對(duì)日益復(fù)雜的使用環(huán)境，低溫導(dǎo)電銀漿需要具備更強(qiáng)的耐候性和穩(wěn)定性。未來(lái)的研究將聚焦于提高銀漿對(duì)溫度、濕度、化學(xué)腐蝕等環(huán)境因素的抵抗能力。通過(guò)改進(jìn)銀粉的表面處理技術(shù)，防止銀粉在惡劣環(huán)境下氧化、腐蝕；優(yōu)化粘合劑的分子結(jié)構(gòu)，提高其耐水解、耐老化性能，從而延長(zhǎng)低溫導(dǎo)電銀漿在各種應(yīng)用場(chǎng)景下的使用壽命。

（二）環(huán)保與可持發(fā)展

綠色配方設(shè)計(jì)：隨著環(huán)保意識(shí)的不斷提高，SHAREX低溫導(dǎo)電銀漿的配方設(shè)計(jì)將更加注重綠色環(huán)保。減少或避免使用有毒有害物質(zhì)，如快速固化、揮發(fā)性有機(jī)溶劑等，成為未來(lái)銀漿研發(fā)的重要趨勢(shì)。比如AS5100導(dǎo)電銀漿可以采取UV光固化，極大的提高了生產(chǎn)效率，研發(fā)人員將探索使用環(huán)保型粘合劑、水性溶劑以及可降解添加劑等，開(kāi)發(fā)出對(duì)環(huán)境友好的低溫導(dǎo)電銀漿產(chǎn)品，以滿(mǎn)足電子制造行業(yè)對(duì)綠色材料的需求。

（三）應(yīng)用拓展

新興領(lǐng)域的探索：隨著科技的不斷進(jìn)步，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，低溫導(dǎo)電銀漿將在這些領(lǐng)域中尋找新的發(fā)展機(jī)遇。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，AS5906氯化銀導(dǎo)電油墨可用于制作生物傳感器、植入式電子器件等的導(dǎo)電材料；在智能包裝領(lǐng)域，用于制作具有防偽、監(jiān)測(cè)功能的導(dǎo)電標(biāo)簽和線(xiàn)路。通過(guò)與其他學(xué)科的交叉融合，低溫導(dǎo)電銀漿有望在更多新興領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

與新型材料的協(xié)同應(yīng)用：未來(lái)，AS系列低溫導(dǎo)電銀漿將與更多新型材料實(shí)現(xiàn)協(xié)同應(yīng)用。與納米材料、量子點(diǎn)材料、二維材料等結(jié)合，開(kāi)發(fā)出具有特殊功能的復(fù)合材料，滿(mǎn)足不同領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿亩鄻踊枨蟆Ｅc量子點(diǎn)材料復(fù)合，可制備出具有發(fā)光和導(dǎo)電雙重功能的材料，用于新型顯示技術(shù)；與二維材料（如石墨烯）復(fù)合，有望進(jìn)一步提高銀漿的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。