电子浆料(如导电银浆、铝浆、铜浆、介质浆料等)广泛应用于太阳能电池、多层陶瓷电容器(MLCC)、厚膜电路、LTCC(低温共烧陶瓷)等电子元器件制造中。在后续工艺(如电镀、蚀刻、清洗)或使用环境中,浆料烧结后的膜层可能接触酸性介质,因此耐酸性测试是评估其化学稳定性和可靠性的关键项目。
标准测试方法
目前国际上暂无完全统一的单一标准,但广泛参考和集成以下标准的核心思想:
浸泡测试法:直接、常用的方法。
参考标准:借鉴 IEC 60068-2-52(盐雾、循环腐蚀测试)和 ASTM G31(金属的浸渍腐蚀测试)的框架逻辑,针对电子浆料进行定制。
流程:
样品制备:将浆料以规定工艺(丝印、涂布等)制备在指定基板上,并按推荐烧结/固化曲线处理,形成测试片。
酸性溶液配制:根据应用场景,配制特定浓度和类型的酸液(如 0.1M H₂SO₄, 0.1M HCl, pH=3的缓冲溶液等)。记录溶液的温度、pH值和化学成分。
暴露条件:
静态浸泡:将测试片部分或全部浸入酸液中,在恒温下保持规定时间。
动态浸泡:增加搅拌或循环流动,模拟更严苛条件。
间歇浸泡/干燥循环:模拟冷凝-蒸发的交替过程,通常更具破坏性。
暴露周期:设定多个时间点(如 24h, 96h, 240h, 500h)进行取样,以获得性能衰减曲线。
酸性气氛测试法:
参考标准:IEC 60068-2-60(混合气体腐蚀测试,如Flux A: H₂S, NO₂, Cl₂, SO₂)或MIL-STD-883(微电子器件测试方法)中相关部分。
流程:在可控气候箱中,通入含有特定浓度酸性气体(如SO₂, NO₂, Cl₂)的混合气氛,在设定的温湿度下暴露。此法更接近大气酸腐蚀的真实场景。
关键性能评价指标与检测方法
测试后,需进行多维度、多尺度的性能表征:
1. 电性能测试(核心)
导体浆料:测量方阻或体电阻率变化率(ΔR/R₀)。使用四探针测试仪以保证精度。
电阻浆料:测量阻值漂移(通常要求<1-5%)和温度系数的变化。
介质浆料:测量绝缘电阻和击穿电压的下降程度。
2. 物理与机械性能测试
附着力:进行胶带剥离测试或划格法测试,评估膜层与基板的结合力是否因界面腐蚀而下降。
形貌与结构观察:
光学显微镜/体视显微镜:快速检查起泡、裂纹、剥落、变色、腐蚀产物堆积等宏观缺陷。
扫描电子显微镜:高分辨率观察表面腐蚀坑、晶界腐蚀、孔洞、微裂纹、元素分布变化。结合能谱仪分析腐蚀区域元素组成,判断腐蚀机理。
表面粗糙度:使用白光干涉仪或原子力显微镜,测量腐蚀前后表面粗糙度的变化。
3. 化学与物相分析
X射线光电子能谱:分析表面元素化学态的变化(如Ag是否转化为Ag₂S/AgCl, Cu是否转化为CuO/Cu₂O)。
X射线衍射:检测是否生成了新的腐蚀产物结晶相(如硫酸盐、氯化物)。
热分析:通过TGA分析有机载体是否因酸蚀发生分解或失重变化。
来源:网络
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