激光烧结导电线路的气孔抑制
2020-11-13陈天宇顾明飞
光学精密工程 2020年9期
陈天宇,顾明飞
(南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094)
1 引 言
近年来,由金属纳米颗粒制备的导电浆料因良好的导电性能和所需烧结温度较低,成为电子产品中导电线路理想的功能性材料。目前,已有学者将导电浆料应用于三维结构电子[1]、柔性电子[2-7]、封装电子[8-9]等领域,来实现电子元器件间的电气互连,显示出巨大潜能和广阔的商业化应用前景。喷射打印导电浆料后金属颗粒被有机物包裹未能形成导电通路,需要使用激光束烧结导电浆料引起有机物的分解和挥发,促使金属颗粒相互接触后,导电线路才具备导电功能,所以激光烧结导电浆料[10-16]是制造电子产品的关键技术。
研究激光烧结导电线路的导电性能对电子产品有重要意义,在不合理的参数烧结后导电线路的电阻较大会导致设备中不必要的功率损耗,在电池电量有限的前提下势必会影响电子产品的续航能力。Bai[17]通过对纳米银浆的有机成分开展热重分析,得出结论:在高的烧结温度下有机物才能够有大量的热分解,因此采用高能量密度的激光束来烧结导电线路更有优势,但这也带来一些问题。Niittynen等[18]和Niizeki等[19]通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)观察激光烧结的试样,发现内部存在大量气孔并且孔隙率很高。有学者初步解释了导电线路气孔的成形机理,Ermak等[20]认为激光烧结导电银浆时最表层迅速形成致密的金属层,在金属层形成后分解的有机物很难挥发出去,所以滞留在内部形成气孔。……
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