激光燒結納米銀漿：開啟印刷電子制造新紀元

激光燒結納米銀漿：開啟印刷電子制造新紀元

一 、技術原理與核心突破

1 低溫燒結機制
納米銀漿在激光照射下吸收光能，納米銀顆粒通過表面原子擴散形成致密連接層。燒結溫度可控制在200℃以下（傳統(tǒng)焊料需250℃以上），避免損傷硅基半導體（如SHJ電池的a-Si:H鈍化層）。例如，CO?激光（10.6 μm波長）對銀漿的吸收率高達90%，而SHJ電池的TCO層和a-Si:H層幾乎無吸收，實現(xiàn)選擇性燒結。

2高精度圖案化
AS9120納米燒結銀漿通過微分配泵（精度±1 μL/min）與激光同步控制，可在柔性基材（如PET、PI）上打印或者印刷線寬<30μm的銀線路。例如，使用內徑50μm針頭打印的銀線電阻率低至0.45 Ω/cm，線高可達18.6μm。

3界面優(yōu)化技術
燒結后銀層形成多孔橋狀網絡，孔隙率約2%-5%，既降低體電阻（接近純銀的90%），又通過納米銀顆粒橋接緩解熱應力，提升可靠性。

二、核心優(yōu)勢與術突破

1性能躍升

導電性：AS9120納米燒結銀漿體電阻率可低至4.7μΩ·cm（傳統(tǒng)絲網印刷銀觸點約20-100μΩ·cm）。

熱管理：AS9376燒結銀膏熱導率260 W/m·K，是傳統(tǒng)焊料的4倍，滿足SiC/GaN器件散熱需求。

可靠性：剪切強度>45 MPa，通過-55~175℃熱循環(huán)測試（>1000次）。

2工藝革新

非接觸式加工：納米銀墨水AS9000避免針頭堵塞，支持高精度、高良率生產（如SHJ電池金屬化良率提升至99.5%）。

低溫兼容性：可在PET等柔性基材上實現(xiàn)3D堆疊封裝，彎曲半徑<2 mm。

3成本與環(huán)保

銀漿成本較傳統(tǒng)焊料高5-10倍，但通過優(yōu)化銀粉分散性可降低30%用量。

無鉛無鹵素，符合RoHS標準。

三、應用場景與典型案例

1光伏電池金屬化

SHJ電池：接觸電阻率1-3mΩ·cm2，鈍化層無損傷（PL成像無黑線）。

TOPCon電池：LECO（激光增強接觸優(yōu)化）技術實現(xiàn)超低接觸電阻，效率突破25.5%。

2先進封裝與3D集成

AI芯片：燒結銀TIM材料熱阻低至0.1℃·cm/W，支撐算力密度60 TOPS/mm3。

衛(wèi)星通信：抗輻射封裝（耐10?rad劑量），相控陣天線增益提升15%。

3柔性電子與傳感器

可穿戴設備：AS9120BL印刷銀電路彎曲半徑<2 mm，信號傳輸穩(wěn)定。

生物傳感器：高靈敏度檢測（如葡萄糖傳感器響應時間<5秒）。

四 、工藝優(yōu)化與挑戰(zhàn)

1關鍵參數(shù)控制

激光參數(shù)：功率（11.8 W）、掃描速度（1-5mm/s）、光斑距針尖距離（1.5-2 mm）需精確匹配。

銀漿配方：高粘度納米銀漿AS9120（11,000-67,000cP）可提升線高至18μm，降低電阻率。

2現(xiàn)存挑戰(zhàn)

大面積均勻性：模塊級燒結（>100 mm）易出現(xiàn)孔隙不均，需多激光頭并行。

成本控制：納米銀粉價格高（約1,400美元/kg），需開發(fā)低成本連續(xù)合成工藝。

五 未來趨勢與創(chuàng)新方向

1低溫化與大面積化

開發(fā)200℃以下燒結工藝（推薦AS9120納米銀漿），適配PI基材和生物可降解電子。

開發(fā)長線條激光器，實現(xiàn)500mm付款大面積均勻燒結，推動卷對卷（R2R）生產。

2智能化與多材料集成

實時優(yōu)化激光參數(shù)，提升良率；與銅燒結、石墨烯復合，開發(fā)低成本高導互連方案。

3新興領域拓展

腦機接口：高密度柔性電極（電極間距<10 μm）實現(xiàn)神經信號精準采集。

量子器件：超低溫燒結銀膏AS9338支持量子點集成，推動量子計算芯片發(fā)展。

總結

A光燒結納米銀漿技術通過低溫、高精度、無接觸的加工特性，正在推動印刷電子向高性能、低成本、柔性化方向跨越。其在光伏、AI芯片、衛(wèi)星通信等領域的成功應用，標志著電子制造進入“微納尺度精密互聯(lián)”新紀元。未來，隨著工藝優(yōu)化與新材料開發(fā)，該技術將進一步釋放印刷電子在智能制造、生物醫(yī)療等領域的潛力。