珠海市立兴复合材料有限公司，银包铝(铝镀银)导电屏蔽橡胶

1. 东莞市东济电子浆料有限公司

2. 善仁（浙江）新材料科技有限公司

3. 北京氦舶科技有限责任公司

4. 无锡帝科电子材料股份有限公司

5. 上海树鑫电子材料有限公司

6. 上海匡宇电子技术有限公司

7. 上海玖银电子科技有限公司

8. 东莞市银屏电子科技有限公司

9. 深圳市首骋新材料科技有限公司

10. 苏州市贝特利高分子材料股份有限公司

国内生产企业主攻中低端浆料（分立元件电极浆料、线路板导线、片式元件用部分浆料），而且以导体浆料为主；

外资或国外公司生产中高端浆料（如LTCC，多层元件内电极，太阳能电池，PDP用浆料，导电胶等），除了导体之外，还有电阻和介质浆料。

太阳能用银浆属于高端浆料，国外厂商：美国DUPANT（杜邦）、德国FERRO和德国Hereaus（贺利氏），国内厂商：亿晶（产能80吨）。

台湾的硕禾的铝浆的毛利率50%，杜邦的银浆的毛利率70%。

全球市场测算：（太阳能用高端银浆）

6寸硅片制成的125mm*125mm的方片需0.15g银浆，1个方片发电2.5w左右，则1MW需银浆60kg，2009年全球太阳能装机容量为7200MW，总需求为430吨。

今年为12800MW，需求为768吨。目前杜邦的银浆为7k元/kg，FERRO为6k 元/kg,国内的亿晶为5k元/kg。

亿晶今年上半年销售18吨，销售额为9kw，产能为80吨。

据资料统计仅贺力士一家企业在2010年上半年的银浆销售收入就达到15亿美金，全球市场容量未来几年将随着太阳能和led市场出现爆发性增长。

根据国际可再生能源署（International Renewable Energy Agency）的数据，截至2019年底，全球并网太阳能产能达到580.1 GW，其中离网光伏达到3.4 GW。亚洲是世界上光伏容量份额最大的区域，累计装机容量为330.1 GW。中国是该地区最大的市场，累计装机量为205.7吉瓦，其次是日本（61.8吉瓦），印度（34.8吉瓦）和韩国（10.5吉瓦）。

“十四五”光伏新增装机不低于3亿千瓦

全国人大代表、阳光电源董事长曹仁贤在2020年的两会中就“十四五”光伏新增装机、开征碳税、贷款企业免息等方面提出了相关建议。

曹仁贤在《关于大幅度提高“十四五”期间可再生能源占比的建议》议案中认为，随着风电、光伏发电成本和煤电持平，我国应该进一步加快清洁能源替代、实现生态文明，而“十四五”期间大幅增加可再生能源投资是构建清洁低碳、安全高效能源体系的必然选择。

曹仁贤建议，“十四五”期间2030年我国非化石能源消费规划占比应该提高到25%，2050年实现非化石能源消费占比提高到50%。同时，加大发展西北可再生能源基地项目建设，在全国形成北电南送、西电东送的清洁电力生产供应格局；鼓励分布式可再生能源推广应用，全面推动煤电灵活性改造，挖掘电网接纳可再生能源潜力；支持更多可再生能源发电项目中规划配置电化学储能系统，改善电能消纳，同时加速推进可再生能源制氢等新型能源示范应用。“十四五”期间建议光伏发电新增规模不低于3亿千瓦，风电新增规模不低于1.5亿千瓦。

我国太阳能光伏产业的快速发展也带动了光伏业周边产品的需求量迅速增加，这其中包括光伏生产设备，太阳能电池、组件生产原辅材料等。其中，大部分设备及耗材已完全实现国产化，但仍有少部分设备及原辅材料由于关键技术一直被国外公司掌握和限制，国内尚未攻关，难以实现国产化。太阳能电池银浆便是其中之一。

太阳能电池银浆制备技术是高效低成本太阳能电池的关键技术，太阳能电池银浆更是制造太阳能电池的主要原材料。目前市场上太阳能电池银浆基本上被美国DUPANT、德国FERRO和德国Hereaus这三家公司垄断。在太阳能电池银浆市场上，中国制造尚处于空白状态，国内太阳能电池生产所用的银浆是全部采用进口的，造成太阳能电池银浆成为比多晶硅料对外依存度还更高的原材料，严重的制约了我国光伏产业的发展和壮大。

晶讯科技作为江苏省最早进入光伏产业企业之一的公司，自主开发生产的低成本高效率太阳能电池银浆，填补了我国太阳能电池银浆产业化生产空白，打破国内太阳能电池银浆市场基本上被国外公司垄断的局面，为太阳能电池生产提供可靠的材料保证，同时对于加快形成江苏太阳能产业链具有十分重要的推动作用。

据了解，太阳能电池银浆中含有低温熔融的玻璃成分，这种玻璃为了使融化温度更低，通常添加有毒性的氧化铅，因此具有一定的环境隐患。亿晶光电研发的这种高黏度无铅银浆对氧化铅进行了替换，使之无毒无环境隐患，亦保持了银浆较低的熔融温度，良好的附着力和较低的欧姆接触，同时，在高黏度技术的配合下，银浆的各项性能均有提高。经过多家公司验证，较目前使用的进口银浆，该银浆可以有效的提高太阳能电池的光电转换效率。这种高黏度无铅银浆不仅能够取得较进口银浆更高的电池光电转换效率，成本亦低于进口银浆。仅从使用成本考察，每生产100兆瓦的太阳能电池片，该银浆可节约至少1200万元的电池生产成本。

晶讯科技导电银浆技术开发的优势

本项目研发成功的导电银浆是采用UV（紫外光）固化方式，常温干燥，一次成型，区别于传统的导电浆料完全依赖高温焙烧、烘烤的方式干燥，从而极大的提高产品的成品率和生产效率，降低能耗，消除污染。UV紫外光固化导电银浆由特殊的高分子感光联结料和超细纯银片状微粒组成，可通过印刷的方式印制在电子线路板、薄膜开关、无线电射频智能标签（RFID）、太阳能电池、硅晶片、金属、塑料等材质上面。

目前, 国外发达国家电磁屏蔽材料发展很快, 特别是美国、英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产业, 至上世纪80 年代末, 美国生产屏蔽材料的公司就已超过 25家, 年销售额以每年50%的增长率增长。国内在电磁屏蔽材料领域相对滞后, 开发应用的品种较少, 屏蔽性能低, 未能形 成产品的系列化和产业化。研究较多限于频率1GH z以上的屏蔽材料, 而10kH z～1GH z范围内屏蔽材料的研究起步较晚, 仅有少数研究单位进行研究,至今国内使用的高档屏蔽材料主要依靠国外进口。

按电磁屏蔽机制, 电磁屏蔽材料分为3种:反射损耗为主, 吸收损耗为主, 反射损耗和吸收损耗相结合;按屏蔽材料的组 成可分为铁磁类、良导体类和复合类;按屏蔽材料制备与存在 形态可分为涂敷型和结构复合型。目前主要有以下4种形式 屏蔽材料:(1)高分子导电涂料;(2) 表面敷层型屏蔽材料; (3)纤维类复合材料;(4)发泡金属类。

1.高分子导电涂料

电磁屏蔽导电涂料按导电机理和组成可以分为本征型和 掺合型, 属于反射损耗为主或反射与吸收损耗相结合的材料。 目前研究较多的是掺合型导电涂料, 主要由高分子聚合物、稀 释剂、添加剂以及导电性填料组成, 即把导电微粒如金属粉末 金、银、铜、镍等和非金属粉末碳、石墨、云母片等掺入到高分子聚合物, 如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯和乙烯基树脂等, 并 使其具有导电性。掺合型导电机理比较复杂, 导电效果和填料 种类以及填料在聚合物中的分散程度有关。

高分子导电涂料包括银系、碳系、铜系、镍系等。

其中银系导电涂料的导电性好而具有优良的屏蔽性能, 是开发和应用较早的品种之一,

但由于价格昂贵成本过高, 主要应用在某些特殊的领域。

Cheng -H siung Peng 等在Ag纳米微粒上沉积尖 晶石铁酸盐Ni0. 5 Zn0. 5Fe2O4, 形成了以Ag作为核心以N iZn铁酸盐作为包覆层结构的纳米粒子粉体, 把这种纳米粒子粉体填充到树脂聚亚安酯中形成了高频电磁波的吸收体, 当频率为 9GH z时, 反射损耗超过了- 25dB。Maga li研制的填充了羟基铁和铁酸盐粉末的涂料, 当频率在8 ～ 16GH z, 其反射损耗达 - 40dB。碳系涂料密度小、成本低, 但导电性相对较差, 屏蔽效果不太理想, 一般用作防静电涂层。

铜系涂料的电阻率低导电性好, 但由于铜的密度较大易下沉, 在聚合物基体中分散不好, 同时存在抗氧化性能差和填料用量大等问题, 其应用在很长一段时期内受到限制。

对于镍系导电涂料, 目前研究表明: 由于镍系涂料的价格适中, 氧化问题比铜轻, 因而成为当前欧 美等国电磁屏蔽用涂料的主流, 但镍的电导率较低, 其电磁参 数(电导率、磁导率、介电常数等)随频率而变化, 在低频区和 高频区的电磁屏蔽性能不理想, 因而在工程应用方面及屏蔽效能、物理性能、环境性能上还有不少问题亟待解决。 采用微米镍粉、氧化锌晶须、SiC、锆钛酸铅、N i - Zn 软磁铁氧 体作为填料, 制备出宽频的高吸收低反射涂料, 在10kH z ～1GH z频段SE 达40dB。

因电磁屏蔽涂料绝大多数均是溶剂型的, 它们将对环境会产生有害的影响, 因此电磁屏蔽涂料的水 性化是导电涂料发展的一种必然趋势。

国际市场上有较多知名品牌如Acheson 公司的铜包银 E lec trodag SP029和纯银SP031A等系列导电涂料, 在喷涂膜厚很薄(达0. 4m ils /10μm)的情况下仍具有极好的导电性。

华因科技有限公司对整体复合电磁屏蔽涂料的应用基础和层状复合电磁屏蔽涂料的制备工艺与屏蔽机理进行了一些研究, 已成功研制出PB151型和PB152型复合电磁屏蔽涂料。

经原电子工业部第四研究所(国家级电磁兼容检测中心)测试, 在10kH z ～ 1GH z频段, PB151型SE >40dB;PB152型SE >60dB, 涂料 技术指标达到国外Tem pe st技术及我国“军用电磁屏蔽涂料通 用规范”对电子设备的屏蔽要求, 具有良好的抗电磁波辐射及屏蔽传导干扰的功能。

导电聚苯胺复合材料是一种新型的屏蔽材料, 与金属类屏蔽材料相比, 具有易加工、质量轻、韧性好、电导率易于调节等优势, 广泛涂覆于各种仪表或显示窗口, 通过反射、吸收损耗达到EM I屏蔽目的。

将乳液聚合法制备的直径约为5 ～ 20nm 的盐酸掺杂聚苯胺(PAN HC l)和直径为40 ～ 50nm 的DBSA掺杂的聚苯胺(PAN DBSA)与PVA水溶液共混, 混合液浇铸成膜, 制得了逾渗阈值仅为0. 1%的浅绿色、高透明、 柔韧性好的导电纳米复合膜。PAN 含量为2. 0%时, PAN HC l∕ PVA及PAN DBSA∕PVA复合膜的电导率分别达到 4. 4 ×10- 5(S cm - 1)和1. 2 ×10- 8 (S cm - 1 )。

2.表面敷层型屏蔽材料

通过贴金属箔、化学镀、真空镀、喷涂等方法, 对绝缘体表面进行导电化处理而达到屏蔽效果, 属于反射损耗为主的屏蔽材料。

贴金属箔即把镍箔、铜箔、铝箔、铁箔、不锈钢箔等与塑 料薄片、薄板等用粘合剂连在一起, 然后再压制成型, 工艺较简 单, 屏蔽效果可达60 ～ 70dB。

西班牙J. A. Pom po so等开发 出一种以PPy 混合物为基体的导电热溶性粘合剂(ICHMAs), 显示很好的EM I屏蔽效能, 同时又保存着传统粘合剂的优良 性能。

化学镀和电镀法, 主要是将金属N i或Cu等镀覆到材料的表面, 屏蔽效果可达60 ～ 120dB, 缺点是污染严重, 不符合绿 色环保。喷涂法是用电弧、火焰喷涂等方式在材料表面制备 锌、铝、铜等金属层, 厚度约为70μm, SE 可达70dB, 缺点是金 属层和基体之间结合不牢易脱落。真空镀是采用PVD技术使金属气化, 然后在基材表面形成金属镀层, 国内外在这方面的公开交流的资料不多。

目前真空镀A l在30 ～ 1000MH z时, SE 可达50 ～ 70dB。

国内吉林大学张丽芳等研究了磁控溅射法在塑料基片H IPS 沉积Cu / N i薄膜的工艺, 在10～106kH z范围内, 铜层为1. 0～4. 0μm 时, SE 为80～ 110dB, 试验发现薄膜的屏蔽主要取决于反射衰减, 吸收衰减很小, 并认为多的反射面数可以获得高屏蔽效果。

美国E. Savrun等人用溅射的方法在ZnS 上沉积一层WS i2 ∕0. 7μm 的薄膜, 在400MH z ～ 18GH z的屏蔽性能效果良好, 其中在2GH z屏蔽效能可达53dB。

2000年中科院李秀荣等采用阴极磁控溅射法在普通厚玻璃上制备用于高频电磁屏蔽 的ITO 透明导电膜, 研究了膜层的结晶程度和晶粒大小对膜层 性能的影响, 结果表明方块电阻在5 ～ 40Ψ /□范围内, 在8 ～ 18GH z高频范围内电磁波的反射率达88. 5%。

纤维类复合材料

2. 3. 1　复合导电纤维

复合导电纤维是利用化学镀、真空镀、聚合或电浆等方式, 使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维, 或在纤维内部掺入 金属微粒物质, 再经过熔融抽成导电性或导磁性纤维。

常用的 纤维有银纤维、铜纤维、碳纤维、铁纤维、不锈钢纤维及镀金属 玻璃纤维等。文献详细阐述了碳纤维的性能特点以及在 增强塑料中作为填充材料型、结构材料型、复合材料型3种应 用形式的主要研究内容, 比如在碳纤维表面包覆金属Au、Ag、 Cu、Ni、Zn, 或镀覆S iC, 沉积石墨颗粒等。

台湾CH I - YUAN HUANG等人制备了化学镀镍的碳纤维∕ ABS 复合材料 和碳纤维/ABS化合物, 研究了微观结构对其物理性能的影 响, 在30 ～ 1000MH z时SE 最高达47dB;研究了热处理对化学镀沉积N i - P碳纤维∕ ABS 化合物的电磁屏蔽性能影响规律, 在600℃时电阻率达到最小。

文献研究了用粘接与化 学镀制备铜、镍覆盖碳纤维复合ABS 的屏蔽效果, 表明化学镀 铜、镍的碳纤维∕ ABS复合材料中, 由于纤维的分散性以及镀 层和纤维的良好结合性而显示出优异的屏蔽效果。

日本推出 的铁纤维与尼龙6、聚丙烯、聚碳酸酯等树脂混合而制成的屏 蔽塑料, 其中FE - 125、FE - 125MC、FE - 125HP三个品种的铁 纤维填充率为20% ～ 27%(体积), 其SE 可达60 ～ 80dB。

韩国H. K. K im 等人通过化学和电化学的方法, 在PET上聚合一层本征型导电聚合体( ICP), 表明:ICP /PET复合材料 有很高的电导率, 电阻率低达0. 3Ψ cm, 宽频(50MH z ～ 1. 5GH z) SE 达35dB。他们还用化学方法在PET织物上聚合了 PPy, 形成电阻率低达0. 2Ψ cm 的PET /PPy 化合物, 在相同频率范围SE 达36dB, 而且作者认为PET / PPy 不仅是高性能电磁屏蔽材料, 而且还是很好的吸波材料。

美国Chhiu - Tsu Lin等用DAAS水溶液沉积技术在石英管和更难熔的陶瓷 纤维上沉积一层La0. 83 S r0. 17MnO3 薄膜(约0. 1μm), 探讨了外 界环境对薄膜的μ和σ的影响规律, 以及晶体结构、薄膜形态、 电阻系数、磁化、辐射吸收和反射等对薄膜性能的影响规律, 其 标准的电场衰减效能相当于25μm 厚的铜管、铝箔和Ag - N i 微粒弥散分布的屏蔽纸, 在10kH z时SE 达35dB, 在60H z(或 >1MH z)时达15dB。

2. 3. 2　金属化织物

金属化织物是利用金属纤维与纺织纤维相互包覆, 或在一般纺织品表面上镀覆金属物质以制造金属化织物, 具有金属光 泽、导电、电磁屏蔽等功能, 同时又保持纺织品原有的柔软性、 耐弯曲、耐折叠等特性, 属于反射损耗或反射与吸收损耗相结 合的材料。

主要有碳纤维与普通纤维混纺织物、金属纤维无纺布、普通化纤络合铜纤维织物、普通布化学镀∕ 电镀金属化合 物织物等。常用方法有金属丝和其它纤维混编、蒸发喷涂、溅 射、化学镀、等离子处理等。

目前, 国内外防电磁辐射织物主要有3 种途径生产 :

(1)不锈钢纤维。采用不锈钢纤维与其他化学纤维、棉纤维等 混纺形成电磁屏蔽织物。但存在金属纤维不易牵伸、细纱粗细 节多、混和不匀、断头率高等问题;

(2)多离子涂层。采用多种 金属离子涂敷粘附在普通织物上, 形成具有一定电磁屏蔽功能 的织物, 屏蔽效能一般在20dB 左右。

(3)金属镀层。采用化 学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属 层;或是采用真空镀A l、金属溅射等物理汽相沉积形成电磁屏 蔽织物。

本课题组在无纺布上用磁控溅射镀和多弧离子镀技 术制备的单层N i膜, 经中国上海测试中心(MA)检测, 当频率 为10MH z时, 屏蔽效能为34. 7dB, 被屏蔽99. 97%;在30、100、 300、1000、3000(MH z) 时屏蔽效能均在33. 5dB 以上, 被屏蔽 电磁波均达99. 96%以上。日本一研究所采用沉积聚合的新 工艺, 得到了表面沉积有一层石墨碳粒的碳纤维, 其导电率提 高了100倍, 研究人员认为此种纤维在电磁屏蔽和吸波材料应 用方面有很大潜力。

据国外纺织研发部门测试:由1 %不 锈钢纤维制成的机织布, 在1800MH z环境下的电磁屏蔽率为 88. 86%, 在2450MH z则有92. 33%的屏蔽率;含3%不锈钢金 属纤维的机织布, 在1800MH z下有98. 43%的屏蔽率, 在2450 MH z下有98. 49%的屏蔽率;至于混纺5%的不锈钢纤维, 其产 品均有99%以上的屏蔽率 。C. Y. Lee 等人用化学方法 聚合的PPy - NSA /AgPd /PE /Ag、PPy -AQSA /PET 和Ag /PE / Ag, 屏蔽效能分别达80、22、55(dB)。

湖南三才光电信息材料 公司生产SGP柔性镀膜屏蔽材料, 在10kH z ～ 10GH z范围内 SE 为20 ～ 60dB。浙江三元电子科技有限公司用化学法沉积 N i、Cu的导电布, 其SE ≥ 40dB。

发泡金属类

发泡金属是由金属骨架和连通的空洞组成的多孔材料, 或是在有机发泡物或海绵体的表面、内孔进行金属导电化处理, 主要材料是发泡金属镍和发泡金属铜镍等, 其结构上的特点是使电磁波在空洞中发生多次反射与吸收损耗, 在厚度很薄的情 况下仍可达到很高的屏蔽效能。

对发泡金属镍的电 磁屏蔽性能进行了研究, 试验表明, 发泡金属的孔径越小屏蔽性能越好。在14kH z ～ 10MH z 范围内, SE ≥ 77dB;在10 ～ 500MHz内, SE 达90dB。

凤仪等采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫铝, 通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间 等手段, 制得孔隙率可调, 孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品, 并测试了不同孔隙率和孔径的泡沫铝样品的电磁屏蔽性能。

结果表明:在100 ～ 1000MH z内, SE 在60 ～ 90dB 之间, 且随着 孔隙率、孔径的增加, 泡沫铝的电磁屏蔽性能呈下降趋势。

北京康可禄德精密组件有限公司生产金属丝网衬垫及缠带, 其中 所用的镀锡铜包铁丝的横截面是3个同心圆, 由三层材料构 成, 从外到内依次是3%的镀锡层、40%的包铜层和57%的铁芯, 分别用于提供较低的接触电阻和最大抗腐蚀性、提供最大 导电性和提供最大强度的导磁性, 在100kH z时SE 达45dB。

传统的电磁屏蔽材料着重强调强衰减, 而新型的材料则大 多采用复合技术, 突出低成本、无污染、质量轻、频带宽和性能 好的特点, 能适应不同场合和环境的应用需求, 因此研制和开 发新一代的电磁屏蔽材料, 探索宽频范围内电磁参数频散效应 不敏感的新型损耗型介质, 必将成为今后的重点。

研究既能屏蔽又能承载的结构型电磁屏蔽材料, 以及能自动对外界作出最 佳响应功能的智能型屏蔽材料, 也是当代电磁屏蔽材料的主要 发展方向之一。

电磁屏蔽材料因涉及民用产品关键性能、国家信息安全和军事核心机密, 国际上公开交流的、有价值的信息不多。欧美等国对电磁屏蔽理论研究与商业应用开展较早, 我国与之差距较大, 我们必须加强电磁屏蔽材料的研发, 增加品种, 提高电磁屏蔽性能, 从而实质性提升竞争力。

电磁屏蔽及导热材料和器件行业增速快，但国内竞争激烈电磁屏蔽及导热材料和器件行业增速快。电磁屏蔽和导热器件下游应用广泛，随着下游市场的快速发展，将带来器件和材料的巨大增量需求。以材料市场为例，根据BCC Research的预测，全球EMI/RFI屏蔽材料市场规模将从2014年的54亿美元提高到2019年的66亿美元，复合增长率为4.4%，而全球界面导热材料的市场规模将从2015年的7.64亿美元提高到2020年的11亿美元，复合增长率为7.1%。行业国际竞争格局稳定，国内竞争激烈。

国际市场上，电磁屏蔽及导热领域已经形成了相对比较稳定的市场竞争格局。国内市场上，由于我国电磁屏蔽及导热领域起步较晚，在巨大的市场需求推动下，近年来生产企业的数量迅速增加，但绝大多数企业品种少，同质性强，技术含量不高，未形成产品的系列化和产业化，多在价格上开展激烈竞争。但伴随国内企业成长，目前少数企业逐渐具备了自主研发和生产中高端产品的能力，可以提供电磁屏蔽及导热应用解决方案。