低温导电银浆大揭秘：原理、制备、应用和发展趋势

低温导电银浆大揭秘：原理、制备、应用和发展趋势

在现代电子技术飞速发展的今天，各种精密电子设备如智能手机、平板电脑、可穿戴设备等不断涌现，这些设备的核心部件对导电材料的性能提出了极高要求。低温导电银浆作为一种特殊的导电材料，正逐渐在众多领域崭露头角，发挥着不可或缺的作用。

一、低温导电银浆是什么

低温导电银浆是一种由银粉、粘合剂、添加剂等成分组成的混合物，其较大特点在于能够在相对较低的温度下实现固化并具备良好的导电性能。通常，传统导电银浆的固化温度较高，可能需要 200℃甚至更高温度，而低温导电银浆的固化温度一般可控制在 150℃以下，部分先进产品甚至能在 100℃左右完成固化。这一特性使其能够适用于多种对温度敏感的基材，如塑料、纸张、柔性电路板（FPC）等。

从成分来看，银粉是提供导电性能的关键成分。为了确保良好的导电性和分散性，低温导电银浆中使用的银粉通常粒径较小，且形状多样，包括球形、片状等。其中，片状银粉因其较大的比表面积和良好的相互搭接性能，在形成导电通路方面具有优势。粘合剂则负责将银粉粘结在一起，并使银浆能够牢固附着在基材表面。常见的粘合剂有聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等，不同的粘合剂会赋予银浆不同的固化特性和物理性能。例如，聚氨酯类粘合剂制成的银浆AS7000系列往往具有较好的柔韧性和耐弯折性能，适合用于柔性电子领域；而环氧树脂类粘合剂AS6000系列则能提供较高的粘结强度和耐化学腐蚀性；值得一提的是UV光固化的低温银浆AS5100系列，可以在UV光照的条件下实现快速固化。添加剂的种类繁多，如分散剂用于保证银粉在粘合剂中均匀分散，防止团聚；触变剂可以调节银浆的流变性能，使其在印刷或涂布过程中具有良好的操作性，避免出现流挂或干涸等问题。

二、低温导电银浆的制方法

（一）物理混合法

物理混合法是制备低温导电银浆较为常用的方法之一。该方法首先将银粉、粘合剂以及各种添加剂按照一定比例称取。银粉的选择要根据所需的导电性能和粒径要求进行筛选，例如对于要求高导电性能和精细线路印刷的应用，通常会选用粒径较小的纳米银粉或超细片状银粉。粘合剂则根据其固化特性、柔韧性、粘结强度等性能要求进行挑选。接着，将这些成分加入到球磨机、搅拌机等混合设备中，通过机械搅拌或球磨的方式使各成分充分混合均匀。在混合过程中，需要控制好混合时间、速度以及温度等参数，以确保银粉能够均匀分散在粘合剂中，避免出现团聚现象。物理混合法操作相对简单，成本较低，适合大规模生产。但其缺点是银粉与粘合剂之间主要是物理混合，结合力相对较弱，可能会影响银浆的某些性能，如附着力和长期稳定性。

（二）化学合成法

化学合成法是通过化学反应制备低温导电银浆的方法。其中一种常见的方式是利用化学还原反应制备银纳米颗粒，然后将其与粘合剂等成分复合。以硝酸银为原料，在适当的还原剂（如柠檬酸钠、硼氢化钠等）和保护剂（如聚乙烯吡咯烷酮等）存在下，通过控制反应温度、时间和反应物浓度等条件，使硝酸银被还原成银纳米颗粒。这些银纳米颗粒具有粒径均匀、分散性好等优点。之后，将制备好的银纳米颗粒与预先选择好的粘合剂、添加剂等进行混合，通过超声分散、搅拌等手段使其均匀分散，较终得到低温导电银浆。化学合成法制备的银浆中银粉与粘合剂之间可能存在一定的化学键合作用，从而使银浆具有更好的性能，如更高的附着力和导电稳定性。但该方法工艺相对复杂，成本较高，对反应条件的控制要求严格，大规模生产的难度较大。

（三）溶胶 - 凝胶法

溶胶 - 凝胶法也是制备低温导电银浆的一种有效方法。首先，将金属醇盐（如硝酸银的醇溶液）或无机盐（如硝酸银）作为前驱体，与含有机官能团的化合物（如有机硅烷）混合，在催化剂的作用下发生水解和缩聚反应，形成溶胶。在溶胶中，银离子或银的前驱体均匀分散在有机聚合物网络中。然后，通过加热或其他处理方式使溶胶转变为凝胶，在此过程中，银离子逐渐被还原成银原子并聚集形成银纳米颗粒，同时有机聚合物网络固化形成粘合剂。最后，对凝胶进行干燥、研磨等后处理，得到低温导电银浆。溶胶 - 凝胶法能够精确控制银颗粒的粒径和分布，并且可以在分子水平上实现银粉与粘合剂的复合，从而获得性能优异的低温导电银浆。然而，该方法同样存在工艺复杂、成本较高以及反应时间较长等问题，限制了其在实际生产中的广泛应用。

三、低温导电银浆的特性

（一）良好的导电性能

银本身就是一种导电性极佳的金属，低温导电银浆通过合理设计银粉的含量和分布，能够构建高效的导电网络。在固化后，银粉相互接触形成连续的导电通路，电子可以在其中自由移动，从而实现低电阻导电。其电阻率可达到 1.5*10⁻6Ω・cm 数量级，与其他导电材料相比，这一数值处于较低水平，能够满足大多数电子设备对良好导电性能的需求。例如，在制作电子线路板时，使用低温导电银浆印刷的线路能够快速、稳定地传输电信号，确保电子元件之间的信息交互准确无误。

（二）低温固化优势

低温固化是低温导电银浆区别于传统银浆的显著特性。这一特性带来了诸多好处。首先，对于那些不能承受高温的基材，如一些塑料薄膜、热敏性聚合物等，低温导电银浆AS6089能够在80-90°C不损害基材性能的前提下实现导电连接。以柔性显示器为例，其使用的聚对苯二甲酸乙二酯（PET）薄膜基材在高温下容易变形、老化，而低温导电银浆可在较低温度下固化，保证了柔性显示器的制作工艺可行性，同时维持了 PET 薄膜的柔韧性和光学性能。其次，低温固化过程能耗较低，相比高温固化工艺，能够节省大量的能源成本，符合当前节能环保的发展趋势。此外，低温固化还能缩短生产周期，提高生产效率，对于大规模生产电子器件具有重要意义。

（三）高附着力

为了确保导电线路在长期使用过程中不脱落、不失效，低温导电银浆需要具备良好的附着力。通过选择合适的粘合剂以及优化配方，低温导电银浆能够与多种基材表面形成牢固的化学键合或物理吸附作用。无论是在光滑的玻璃表面，还是粗糙的陶瓷、塑料表面，都能实现可靠的附着。在触摸屏的制造中，低温导电银浆用于制作导电电极，其与玻璃或塑料基板之间的高附着力保证了触摸屏在日常使用中频繁触摸操作下，导电线路依然稳定，不会出现起皮、脱落等现象，从而**了触摸屏的正常工作和使用寿命。

（四）良好的耐候性

在实际应用中，电子设备可能会面临各种复杂的环境条件，如温度变化、湿度、化学腐蚀等。低温导电银浆需要具备良好的耐候性，以应对这些挑战。经过特殊配方设计的低温导电银浆，能够在不同温度和湿度环境下保持稳定的导电性能和物理性能。在高温高湿环境中，银粉不易氧化，粘合剂也不会发生水解或老化，从而保证了导电线路的可靠性。在户外使用的电子设备，如太阳能电池板、智能交通监控设备等，其内部的导电线路使用低温导电银浆制作后，能够在长期的自然环境暴露下正常工作，减少了因环境因素导致的故障发生率。

四、低温导电银浆的应用领域

（一）电子器件制造

集成电路封装：在集成电路（IC）封装过程中，需要将芯片与外部引脚或基板进行可靠的电气连接。低温导电银浆AS6155可用于芯片粘贴和引线键合等环节，它能够在低温下快速固化，避免高温对芯片造成损伤，同时提供良好的导电和机械性能，确保芯片与封装外壳之间的信号传输稳定。在手机处理器、电脑内存芯片等的封装中，低温导电银浆得到了广泛应用。

传感器制造：各类传感器如温度传感器、压力传感器、气体传感器等，需要精确的导电线路来传输感应信号。低温导电银浆AS9108能够在传感器的微小结构上进行精确印刷或涂布，形成导电电极和连接线路。由于其低温固化特性，不会影响传感器敏感元件的性能，并且高附着力和良好的耐候性保证了传感器在各种环境下长期稳定工作。例如，汽车发动机舱内的温度传感器，使用低温导电银浆制作的导电线路能够在高温、振动等恶劣环境下可靠地传输温度信号。

柔性电子：柔性电子是近年来发展迅速的领域，包括柔性显示器、可穿戴电子设备等。低温导电银浆凭借其低温固化和良好柔韧性的特点，成为柔性电子制造的理想材料。在柔性显示器中，低温可拉伸导电银浆AS7126用于制作像素电极、驱动电路等，使得显示器能够实现弯曲、折叠等功能，同时保持清晰的图像显示。在可穿戴设备如智能手环、智能服装中，低温导电银浆用于连接各种电子元件，实现信号传输和电源供应，并且能够适应人体运动时的拉伸、弯曲等变形。

（二）太阳能光产业

太阳能电池制造：在太阳能电池领域，低温导电银浆主要用于制作电池的电极。传统的晶体硅太阳能电池需要在高温下进行电极烧结，而对于一些新型的太阳能电池技术，如薄膜太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等，低温导电银浆具有独特的优势。钙钛矿太阳能电池对温度较为敏感，高温烧结可能会破坏钙钛矿材料的结构和性能。低温导电银浆AS9120能够在120°C低温下与钙钛矿材料形成良好的欧姆接触，降低接触电阻，提高电池的光电转换效率。同时，其高附着力和耐候性保证了电极在长期光照和户外环境下的稳定性，有助于延长太阳能电池的使用寿命。

光伏组件封装：在光伏组件的封装过程中，需要将多个太阳能电池片连接起来，并进行密封保护。低温导电银浆AS6123L可用于电池片之间的互连，其良好的导电性能确保了电流在电池片之间的高效传输。此外，低温固化特性使得封装过程更加简便，减少了高温对封装材料和电池片的影响，提高了光伏组件的生产效率和质量。

（三）触摸屏与显示技术

触摸屏制作：触摸屏已成为现代电子设备的重要人机交互界面，低温导电银浆AS9605在触摸屏的制作中起着关键作用。它用于制作触摸屏的透明导电电极，通过丝网印刷、喷墨打印等工艺将低温导电银浆印刷在玻璃或塑料基板上，形成精细的导电线路。这些导电线路能够感应触摸信号，并将其转化为电信号传输给控制系统，实现触摸屏的触摸控制功能。低温导电银浆的高精度印刷性能和良好的附着力，保证了触摸屏的触摸灵敏度和使用寿命。在智能手机、平板电脑、智能家电等设备的触摸屏制造中，低温导电银浆得到了大量应用。

有机发光二极管（OLED）显示：在 OLED 显示技术中，低温导电银浆用于制作 OLED 面板的电极和驱动电路。OLED 显示具有自发光、对比度高、视角广等优点，但对电极材料的要求也较高。低温导电银浆AS9008能够在低温下与 OLED 有机材料兼容，形成低电阻的导电连接，同时不会对有机材料的发光性能产生负面影响。其良好的柔韧性和可加工性，使得 OLED 显示面板能够实现弯曲、折叠等特殊形状设计，推动了 OLED 显示技术在柔性显示领域的发展。

五、低温导电银浆的发展趋势

（一）性能提升

更低的电阻率：随着电子设备向小型化、高性能化发展，对低温导电银浆的导电性能提出了更高要求。未来，善仁新材的研发人员将致力于进一步降低低温导电银浆的电阻率，通过优化银粉的形态、粒径分布以及改进配方设计等手段，构建更加高效的导电网络，提高电子传输效率，以满足如 5G 通信设备、高性能计算机芯片等对极低电阻导电材料的需求，推荐AS9335低温烧结银浆系列，此系列产品可以提供高达150瓦的导热系数和50MPA的剪切强度。

更高的附着力和柔韧性：在柔性电子和可穿戴设备领域，低温导电银浆需要在各种复杂的变形条件下保持良好的性能。因此，提高银浆与基材之间的附着力以及自身的柔韧性是重要的发展方向。SHAREX研究人员将通过开发新型粘合剂、添加功能性助剂等方式，增强银浆与不同基材表面的化学键合或物理吸附作用，同时提高银浆固化膜的柔韧性和耐弯折性能，确保导电线路在长期拉伸、弯曲等变形过程中不脱落、不断裂。

更好的耐候性和稳定性：面对日益复杂的使用环境，低温导电银浆需要具备更强的耐候性和稳定性。未来的研究将聚焦于提高银浆对温度、湿度、化学腐蚀等环境因素的抵抗能力。通过改进银粉的表面处理技术，防止银粉在恶劣环境下氧化、腐蚀；优化粘合剂的分子结构，提高其耐水解、耐老化性能，从而延长低温导电银浆在各种应用场景下的使用寿命。

（二）环保与可持发展

绿色配方设计：随着环保意识的不断提高，SHAREX低温导电银浆的配方设计将更加注重绿色环保。减少或避免使用有毒有害物质，如快速固化、挥发性有机溶剂等，成为未来银浆研发的重要趋势。比如AS5100导电银浆可以采取UV光固化，极大的提高了生产效率，研发人员将探索使用环保型粘合剂、水性溶剂以及可降解添加剂等，开发出对环境友好的低温导电银浆产品，以满足电子制造行业对绿色材料的需求。

（三）应用拓展

新兴领域的探索：随着科技的不断进步，新的应用领域不断涌现，低温导电银浆将在这些领域中寻找新的发展机遇。在生物医学领域，AS5906氯化银导电油墨可用于制作生物传感器、植入式电子器件等的导电材料；在智能包装领域，用于制作具有防伪、监测功能的导电标签和线路。通过与其他学科的交叉融合，低温导电银浆有望在更多新兴领域发挥重要作用。

与新型材料的协同应用：未来，AS系列低温导电银浆将与更多新型材料实现协同应用。与纳米材料、量子点材料、二维材料等结合，开发出具有特殊功能的复合材料，满足不同领域对材料性能的多样化需求。与量子点材料复合，可制备出具有发光和导电双重功能的材料，用于新型显示技术；与二维材料（如石墨烯）复合，有望进一步提高银浆的导电性能和机械性能。