CN115810439A - 含银复合浆料及其制备方法以及电子互连材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含银复合浆料及其制备方法以及电子互连材料，含银复合浆料以重量份数计，原料包括：60～95份的金属银、1～10份的助剂以及1～15份的有机物微球；金属银包括微米银颗粒和纳米银颗粒，有机物微球的组成为有机硅胶、聚酰胺树脂、聚酯、聚苯醚、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂以及聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种。上述含银复合浆料中助剂通过加入一定体积的有机物微球，不仅避免了金属银在烧结过程中的剧烈收缩，有机物微球模量比银要小，降低了烧结后复合材料整体的模量，从而降低了热膨胀系数不匹配产生的应力，可以改善包含含银复合浆料的电子互连材料与基材间热膨胀系数不一致导致的应力问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子互连材料领域，特别是涉及一种含银复合浆料及其制备方法以及电子封装互连材料。
背景技术
电子互连焊点作为电子器件中起信号传递、散热通道、机械支撑以及环境保护等多方面作用的关键部位，对整个电子电路和器件设备的性能有着非常重要的影响。电子互连材料的发展方向除了键合丝、钎料、导热胶和导电胶等高分子材料，有前景的就是低温连接材料，而低温烧结银作为低温连接材料因具有较好的性能而被广泛研究。
为了改善银浆的烧结性能，降低银浆烧结温度，传统银浆中纳米银粉的含量很高，甚至只含有纳米银粉，而纳米银粉具有很高的表面能，在烧结过程中可能发生剧烈的收缩，存在极大的内应力，容易在烧结接头内部及表面产生裂纹，这会大幅度降低烧结接头的导热性能、电学性能和力学性能。不仅如此，纳米银浆高温下烧结后，在降温到室温的过程中，由于烧结银所粘接的基材间热膨胀系数不一致，导致基材收缩不一致，同样会产生较大的应力，容易导致银层与基材间发生分层。
发明内容
基于此，为了降低含银复合浆料的整体模量，避免基体间热膨胀系数不一致导致的应力过大问题，有必要提供一种含银复合浆料及其制备方法以及电子封装互连材料。
本发明提供一种含银复合浆料，以质量份数计，原料包括：60～95份的金属银、1～10份的助剂以及1～15份的有机物微球；
其中，所述金属银包括质量比为0.5:5～5:1的微米银颗粒和纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径为5nm～900nm，所述微米银颗粒的粒径为1μm～20μm，
所述有机物微球的组成包括有机硅胶、聚酰胺树脂、聚酯、聚苯醚、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂以及聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述助剂以重量比计包括(2～3):(0.1～0.6):(0.2～0.8):的有机溶剂、增稠剂以及分散剂。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、聚乙二醇、丁基卡必醇、甲苯、二甲苯、苯酚、磷酸三丁酯、乙酸戊酯、四乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚以及松油醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述增稠剂选自聚乙二醇、羟乙基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述分散剂选自乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠、聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、鱼油以及大豆卵磷脂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述有机物微球具备如下至少一个特征：
(1)所述有机物微球的粒径为0.5μm～20μm；
(2)所述有机物微球的热解温度为300℃～500℃；
(3)所述有机物微球的杨氏模量为0.2GPa～10GPa。
进一步地，本发明还提供一种含银复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
按照上述的含银复合浆料的原料备料；
混合所述金属银、所述助剂以及所述有机物微球，制备预混料；
将所述预混料置于真空度为10-3Pa至103Pa的环境中进行搅拌，至所述预混料的粘度为10Pa·s～100Pa·s。
在其中一个实施例中，混合所述金属银、所述助剂以及所述有机物微球，制备预混料包括：
混合所述金属银、所述有机物微球以及所述有机溶剂，搅拌，制备液体混合物；
混合所述液体混合物、所述增稠剂、所述分散剂以及所述消泡剂，分散均匀。
本发明还更进一步地提供一种电子互连材料，包括经煅烧处理后的上述的含银复合浆料。
在其中一个实施例中，所述煅烧处理中，煅烧温度为150℃～250℃。
上述含银复合浆料中包含有机物微球、助剂以及微米银颗粒和纳米银颗粒构成的金属银，由于有机物微球在复合材料中占据一定的空间，可以降低银浆在烧结过程中产生的收缩程度，改善烧结体中的收缩应力。另外，通过添加有机物微球，由于有机物微球模量比银要小，所以可以降低烧结后复合材料整体的模量，在相同的应变下，应力更小。因此，可以改善包含含银复合浆料的电子互连材料与基材间热膨胀系数不一致导致的应力问题。
具体实施方式
本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
除非另外指明，所有百分比、分数和比率都是按本发明组合物的总质量计算的。除非另外指明，有关所列成分的所有质量均给予活性物质的含量，因此它们不包括在可商购获得的材料中可能包含的溶剂或副产物。本文术语“质量百分比含量”可用符号“％”表示。
本文中“包括”、“包含”、“含”、“含有”、“具有”或其它变体意在涵盖非封闭式包括，这些术语之间不作区分。术语“包含”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和成分。术语“包含”还包括术语“由…组成”和“基本上由…组成”。本发明的组合物和方法/工艺包含、由其组成和基本上由本文描述的必要元素和限制项以及本文描述的任一的附加的或任选的成分、组份、步骤或限制项组成。本文中术语“效能”、“性能”、“效果”、“功效”之间不作区分。
本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种含银复合浆料，以质量百分比计，原料包括：60～95份的金属银、1～10份的助剂以及1～15份的有机物微球；
其中，上述金属银包括质量比为0.5:5～5:1的微米银颗粒和纳米银颗粒，上述纳米银颗粒的粒径为5mn～900nm，上述微米银颗粒的粒径为1μm～20μm，
上述有机物微球的组成包括有机硅胶、聚酰胺树脂、聚酯、聚苯醚、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂以及聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种。
优选地，微米银颗粒的粒径为3μm～10μm，具体地，上述微米银颗粒的粒径可以但不限于是3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。
进一步地，纳米银颗粒的粒径10nm～100nm，具体地，上述纳米银颗粒的粒径可以但不限于是10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。
在一个具体示例中，上述助剂以重量比计包括(2～3):(0.1～0.6):(0.2～0.8)的有机溶剂、增稠剂以及分散剂。
在一个具体示例中，上述有机溶剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、聚乙二醇、丁基卡必醇、甲苯、二甲苯、苯酚、磷酸三丁酯、乙酸戊酯、四乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚以及松油醇中的至少一种。
在一个具体示例中，上述增稠剂选自聚乙二醇、羟乙基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇中的至少一种。
在一个具体示例中，上述分散剂选自乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠、聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、鱼油以及大豆卵磷脂中的至少一种。
在一个具体示例中，有机物微球的粒径为0.5μm～20μm。
优选地，有机物微球的粒径为3μm～10μm，可以理解地，上述有机物微球的粒径但不限于是3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。
在一个具体示例中，有机物微球的含量为1～15份。可以理解地，有机物微球含量过低，则起不到缓解应力的作用，含量过高，则会对含银复合浆料烧结后的热导率和电导率造成较大影响，降低产品性能。
在一个具体示例中，有机物微球的热解温度为300℃～500℃。为保证烧结体在高温使用过程中有机物微球不会发生过热分解等现象，影响产品性能，热解温度应满足上述条件。
在一个具体示例中，有机物微球的杨氏模量为0.2GPa～10Gpa，保证有机物微球能有效降低烧结体模量。
不仅如此，上述有机物微球的添加还可以进一步在含银复合浆料中可起到对裂纹的阻碍作用，阻止裂纹扩散。这是因为裂纹扩展到有机微球位置时会被有机微球拦截，不会继续延展。
进一步地，本发明还提供一种含银复合浆料的制备方法，包括以下步骤：
按照上述的含银复合浆料的原料备料；
混合上述金属银、上述助剂以及上述有机物微球，制备预混料；
将上述预混料置于真空度为10-3Pa至103Pa的环境中进行搅拌，至上述预混料的粘度为10Pa·s～100Pa·s。
在一个具体示例中，混合上述金属银、上述助剂以及上述有机物微球，制备预混料包括：
混合金属银、有机物微球以及有机溶剂，搅拌，制备液体混合物；
混合液体混合物、增稠剂、分散剂以及消泡剂，分散均匀。
在一个具体示例中，混合液体混合物、增稠剂、分散剂以及消泡剂后利用高速分散机以2000rpm～4000rpm的速度进行分散5min～15min。
进一步地，预混料置于温度为0℃～5℃的真空度为10-3Pa至103Pa的环境中进行搅拌。
本发明还更进一步地提供一种电子互连材料，包括煅烧处理后的上述的含银复合浆料。
在一个具体示例中，煅烧处理中，煅烧温度为150℃～250℃，煅烧时间为1h～3h。
上述含银复合浆料中包含有机物微球、助剂以及微米银颗粒和纳米银颗粒构成的金属银，由于有机物微球占据一定的固定体积，可以进一步降低银浆在烧结过程中产生的收缩程度，改善烧结体中的收缩应力，由于有机物微球模量比银要小，可以改善包含含银复合浆料的电子互连材料与基材间热膨胀系数不一致导致的应力问题。上述有机物微球的添加还可以进一步在含银复合浆料中可起到对裂纹的阻碍作用，阻止裂纹扩散。
以下提供具体的实施例对本发明的含银复合浆料及其制备方法作进一步详细地说明。以下具体实施方式所涉及到的原料，若无特殊说明，均可来源于市售。其中有机硅胶组成的有机物微球购于苏州知益微球科技有限公司，牌号为
Si-3。聚酰亚胺微球为使用沉淀聚合法自制获得。环氧树脂微球为使用乳液聚合法自制获得。
实施例1
本实施例提供一种含银复合浆料，以重量份数计算，由以下原料组成：45份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、3份的有机溶剂、0.3份的增稠剂、0.5份的分散剂以及4份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为5μm，纳米银颗粒的平均粒径为100nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为聚酰亚胺，有机物微球的粒径为3μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
实施例2
本实施例提供一种含银复合浆料，以重量份数计，由以下原料组成：45份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、3份的有机溶剂、0.3份的增稠剂、0.5份的分散剂以及4份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为5μm，纳米银颗粒的平均粒径为10nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为聚酰亚胺，有机物微球的粒径为5μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
实施例3
本实施例提供一种含银复合浆料，以重量份数计，由以下原料组成：52份的微米银颗粒、38份的纳米银颗粒、2份的有机溶剂、0.4份的增稠剂、0.4份的分散剂以及6份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为3μm，纳米银颗粒的平均粒径为80nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为有机硅胶，有机物微球的粒径为3μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
实施例4
本实施例提供一种含银复合浆料，以重量份数计，由以下原料组成：50份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、2份的有机溶剂、0.4份的增稠剂、0.4份的分散剂以及6份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为10μm，纳米银颗粒的平均粒径为50nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为有机硅胶，有机物微球的粒径为5μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
对比例1
本对比例提供一种含银复合浆料，以重量份数计，由以下原料组成：45份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、3份的有机溶剂、0.3份的增稠剂以及0.5份的分散剂。
其中微米银颗粒的平均粒径为5μm，纳米银颗粒的平均粒径为100nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
对比例2
本对比例提供一种含银复合浆料，以重量份数计，由以下原料组成：45份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、3份的有机溶剂、0.3份的增稠剂、0.5份的分散剂以及4份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为5μm，纳米银颗粒的平均粒径为100nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为环氧树脂，有机物微球的粒径为3μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂以及分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
对比例3
本对比例提供一种含银复合浆料，以重量计，由以下原料组成：45份的微米银颗粒、40份的纳米银颗粒、3份的有机溶剂、0.3份的增稠剂、0.5份的分散剂以及20份的有机物微球，
其中微米银颗粒的平均粒径为5μm，纳米银颗粒的平均粒径为100nm，有机溶剂为乙二醇，增稠剂为聚乙烯醇，分散剂为十二烷基硫酸钠，有机物微球的组成为聚酰亚胺，有机物微球的粒径为3μm。
上述含银复合浆料的制备方法包括：将有机物微球、微米银颗粒和纳米银颗粒加入到有机溶剂中，超声并同步搅拌，使有机物微球和金属银粉在有机溶剂中分散均匀；将增稠剂、分散剂加入上述液体混合物中，利用高速分散机，以转速3000rpm的速度分散10min；将上述液体混合物置于温度为0℃～5℃，真空度为10-3Pa至103Pa的环境中，并持续搅拌，使过量溶剂挥发，调节浆料粘度到16～18Pa·s的范围。
性能测试：通过丝网印刷的方法将所得的含银复合浆料涂覆在镀金CPC(铜-钼铜-铜)热沉上，将硅芯片贴合在含银复合浆料上，在空气氛围中200℃的温度下烧结2h。
通过对比例1与实施例1的对比，可见加入高分子微球可有效降低含银复合浆料的杨氏模量，减缓热失配导致的应力问题，有效改善热循环后分层现象。
另外，对比例2与实施例1的对比，由于采用了耐热性不好的高分子微球，在高温下微球发生热分解，影响了含银复合浆料的烧结性能，导致烧结不良的情况。
另外，对比例3与实施例1的对比，由于使用了过多的有机物微球，占据了过多银与基材间的界面，明显影响了烧结银的粘接性能，温度循环后出现分层情况。
上述含银复合浆料中包含有机物微球、助剂以及微米银颗粒和纳米银颗粒构成的金属银，由于有机物微球占据一定的固定体积，可以降低银浆在烧结过程中产生的收缩程度，改善烧结体中的收缩应力。另外，通过添加有机物微球，由于有机物微球模量比银要小，所以可以降低烧结后复合材料整体的模量，在相同的应变下，应力更小。因此，可以改善包含含银复合浆料的电子互连材料与基材间热膨胀系数不一致导致的应力问题。上述有机物微球的添加还可以进一步在含银复合浆料中可起到对裂纹的阻碍作用，阻止裂纹扩散。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑地分析、推理或者有限的实验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种含银复合浆料，其特征在于，以质量份数计，原料包括：60～95份的金属银、1～10份的助剂以及1～15份的有机物微球；
其中，所述金属银包括质量比为0.5:5～5:1的微米银颗粒和纳米银颗粒，所述纳米银颗粒的粒径为5nm～900nm，所述微米银颗粒的粒径为1μm～20μm，
所述有机物微球的组成包括有机硅胶、聚酰胺树脂、聚酯、聚苯醚、聚对亚苯基对苯二甲酰胺、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂以及聚对苯二甲酸丁二酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的含银复合浆料，其特征在于，所述助剂以重量比计包括(2～3):(0.1～0.6):(0.2～0.8)的有机溶剂、增稠剂以及分散剂。
3.如权利要求2所述的含银复合浆料，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁醇、聚乙二醇、丁基卡必醇、甲苯、二甲苯、苯酚、磷酸三丁酯、乙酸戊酯、四乙二醇丁醚、三乙二醇丁醚、以及松油醇中的至少一种。
4.如权利要求2所述的含银复合浆料，其特征在于，所述增稠剂选自聚乙二醇、羟乙基纤维素、乙基纤维素以及聚乙烯醇中的至少一种。
5.如权利要求2所述的含银复合浆料，其特征在于，所述分散剂选自乙酸乙酯、十二烷基硫酸钠、聚乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、鱼油以及大豆卵磷脂中的至少一种。
6.如权利要求1～5任一项所述的含银复合浆料，其特征在于，所述有机物微球具备如下至少一个特征：
(1)所述有机物微球的粒径为0.5μm～20μm；
(2)所述有机物微球的热解温度为300℃～500℃；
(3)所述有机物微球的杨氏模量为0.2GPa～10GPa。
7.一种含银复合浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照权利要求1～6任一项所述的含银复合浆料的原料备料；
混合所述金属银、所述助剂以及所述有机物微球，制备预混料；
将所述预混料置于真空度为10-3Pa至103Pa的环境中进行搅拌，至所述预混料的粘度为10Pa·s～100Pa·s。
8.如权利要求7所述的含银复合浆料的制备方法，其特征在于，混合所述金属银、所述助剂以及所述有机物微球，制备预混料包括：
混合所述金属银、所述有机物微球以及所述有机溶剂，搅拌，制备液体混合物；
混合所述液体混合物、所述增稠剂以及所述分散剂，分散均匀。
9.一种电子互连材料，其特征在于，包括经煅烧处理后的如权利要求1～6任一项所述的含银复合浆料。
10.如权利要求9所述的电子互连材料，其特征在于，所述煅烧处理中，煅烧温度为150℃～250℃。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102368391A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-07 | 南昌大学 | 一种用于晶体硅太阳电池的高电导率无铅银浆及制备方法 |
| CN106795375A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-05-31 | 纳美仕股份有限公司 | 导电性组合物和使用该导电性组合物的电子部件 |
| CN109979639A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-07-05 | 英鸿纳米科技股份有限公司 | 一种纳米芯片封装用混合型导电银浆 |
| CN110586003A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-12-20 | 上海匡宇科技股份有限公司 | 一种复合微球及其制备方法 |
| CN112912971A (zh) * | 2018-10-19 | 2021-06-04 | 藤仓化成株式会社 | 导电性糊料 |
| CN112935240A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-11 | 深圳市先进连接科技有限公司 | 微纳米复合银膏及其制备方法和气密性器件的封装方法 |
| US20210317342A1 (en) * | 2017-07-11 | 2021-10-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Electroconductive adhesive composition |
| CN114283962A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-04-05 | 安徽中科元贞科技有限责任公司 | 一种基于镀银微球导电银浆及其制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102368391A (zh) * | 2011-10-26 | 2012-03-07 | 南昌大学 | 一种用于晶体硅太阳电池的高电导率无铅银浆及制备方法 |
| CN106795375A (zh) * | 2014-10-24 | 2017-05-31 | 纳美仕股份有限公司 | 导电性组合物和使用该导电性组合物的电子部件 |
| US20210317342A1 (en) * | 2017-07-11 | 2021-10-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Electroconductive adhesive composition |
| CN112912971A (zh) * | 2018-10-19 | 2021-06-04 | 藤仓化成株式会社 | 导电性糊料 |
| CN109979639A (zh) * | 2019-02-18 | 2019-07-05 | 英鸿纳米科技股份有限公司 | 一种纳米芯片封装用混合型导电银浆 |
| CN110586003A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-12-20 | 上海匡宇科技股份有限公司 | 一种复合微球及其制备方法 |
| CN112935240A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-11 | 深圳市先进连接科技有限公司 | 微纳米复合银膏及其制备方法和气密性器件的封装方法 |
| CN114283962A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-04-05 | 安徽中科元贞科技有限责任公司 | 一种基于镀银微球导电银浆及其制备方法 |
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