电子产品用的银浆中的“玻璃粉”如何影响焊接性能？

原创于 2025-10-21 11:32:55 发布 · 438 阅读

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电子银浆中的“玻璃粉”是一种经过特殊设计的、低熔点的无机粘接剂和助熔剂。

下面我们从几个方面来详细解释它的意思和作用：

粘接银粉和基板：银浆主要由三部分组成：银粉（导电功能相）、玻璃粉（粘结相） 和有机载体（调节印刷性能）。在银浆经过高温烧结后，有机载体会完全挥发，而玻璃粉会熔化。
形成牢固桥梁：熔融的玻璃液会浸润并包裹银粉颗粒，同时也会与基板（最常用的是氧化铝陶瓷）表面发生轻微的物理和化学反应。冷却后，玻璃凝固，就像“水泥”一样，将银粉颗粒彼此之间、以及将整个导电银层牢固地“焊接”在基板表面，形成一个坚固的、一体化的导电膜。

降低烧结温度：玻璃粉的熔点远低于纯银的熔点（961℃）。通过选择特定成分的玻璃粉，可以将银浆的烧结温度控制在合适的范围（例如500℃ - 850℃），使其与基板和其他元件的工艺温度相匹配。
控制烧结过程：玻璃粉的软化、熔融和流动特性决定了银浆在烧结过程中的致密化行为和微观结构，直接影响最终导电膜的致密性、平整度和机械强度。

玻璃粉的化学成分、粒径、含量和形貌直接影响银浆的最终性能：

附着力：这是玻璃粉最核心的作用。附着力差的银浆，导电层会从基板上剥落。玻璃粉通过与基板形成牢固的化学键（主要是与氧化铝反应）来提供强大的附着力。
可焊性：银浆烧结后形成的表面需要能被焊锡良好浸润。玻璃粉的成分和烧结后的表面状态（是否会形成过厚的玻璃层）直接影响可焊性的好坏。
导电性：虽然玻璃本身是绝缘体，但它通过影响银颗粒的烧结和排列方式来影响导电性。理想的玻璃相应该存在于银颗粒的三角交界处，而不是完全包裹银颗粒，这样才能形成连续的导电通路。过多的玻璃相或不当的分布会降低导电性。
稳定性：玻璃相的存在可以保护银层免受环境（如湿气、硫化物）的侵蚀，提高产品的长期可靠性。

为了达到上述功能，电子银浆中的玻璃粉是经过精心配制的，常见体系有：

铅系玻璃粉：如PbO-B₂O₃-SiO₂体系。传统上应用广泛，性能优异，烧结温度范围宽，附着力好。但由于环保要求，正逐渐被淘汰。
无铅玻璃粉：如Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂（铋系）、ZnO-B₂O₃-SiO₂（锌系）、磷酸盐体系等。这是当前研发和应用的主流，旨在替代铅系玻璃粉，但其工艺窗口和性能通常需要更精细的调控。
钒酸盐、碲酸盐等特种玻璃粉：用于一些特殊应用场合。