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导电胶是什么

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导电胶是具有导电性和粘合性的胶。它可以连接各种导电材料,在待连接的材料之间形成导电通路。它是通过在有机聚合物基质中填充导电填料以具有接近金属的导电性质而制成的。与普通导电聚合物不同,导电浆料要求系统在储存条件下是流体,并且可以通过加热或其他方式固化以形成强度粘合。

一、导电胶生产背景

         随着技术的进步,电子元件继续朝着小型化的方向发展,器件集成不断增加,需要高线性分辨率的连接材料。传统的连接材料Pb/Sn焊料只能应用于0. 65mm以下,距离连接不能满足工艺要求;连接过程在230°C以上的温度下产生的热应力也会损坏器件和基板。此外,Pb/Sn焊料中的铅是有毒的。迫切需要新的无铅连接材料。

导电胶已成为Pb/Sn焊料的替代品。与Pb/Sn焊料相比,它具有五个优点:

1)线路分辨率大大提高,可以适应更高的I/O密度;

2)涂层工艺简单,连接步骤小;

3)固化温度低,能耗低,避免损坏基板。它可以应用于对温度敏感的材料或不能焊接的材料。

4)良好的热机械性能,比合金焊料更好的韧性,高的接头抗疲劳性;

5)大多数材料都很好地润湿了。 

二、导电胶的主要性能指标

          电导率,机械强度,化学稳定性,热稳定性,固化时间,耐久性。

三、影响导电胶性能的因素

1)导电颗粒

导电颗粒是导电浆料中的导电性源。不同导电颗粒的参数不同。添加导电浆料后,胶体的导电性和其他性质也不同。具有高自导性,颗粒间集中排列和良好表面处理的导电颗粒具有高导电性并且对胶体的聚合和固化行为更敏感。导电颗粒的粒径不仅影响导电胶的形态,而且对粘合性能也有一定的影响。基质树脂中的粒径越小,固化后越致密,机械性能越好。主要影响因素是导电颗粒的形态和粒径以及导电颗粒的量。

2)树脂体系和固化过程

树脂体系是导电胶粘剂的机械性能和粘接性能的主要来源,其选择非常重要。根据不同的机械性能和需要选择不同的树脂体系。常用的树脂体系是环氧树脂,具有良好的附着力,低粘度和适中的固化温度。它适用于制备导电胶,通常用于常温固化或中温固化导电胶。根据电子元件的要求,当需要高温固化时,可以使用聚酰亚胺树脂作为基质树脂,或者可以在常规环氧树脂中加入双马来酰亚胺树脂等耐高温材料,以提高耐热性。用于光敏固化导电浆料的树脂体系选择丙烯酸环氧基光敏材料。

固化过程对导电浆料的导电性有一定的影响。加热和固化时,应尽可能缩短凝胶点之前的时间。由于凝胶时间长,胶将完全涂覆导电颗粒的表面并降低导电性。因此,通常在固化时直接放在固化上。在温度下固化以减少湿涂层的不利影响。固化温度和时间不仅影响导电胶的导电性,而且对其机械性能也有很大影响。对于室温固化铜粉导电胶,延长固化时间会降低剪切强度,而中高温固化导电胶将延长固化时间,提高机械性能。

3)稀释剂(溶剂)的影响

稀释剂在导电浆料中起重要作用。它可以降低体系的粘度,使得导电颗粒可以很好地分散在基质树脂中,同时在导电颗粒与胶层和粘合的电子元件之间形成良好的导电接触。用于导电浆料的稀释剂是反应性稀释剂和非活性稀释剂。非反应性稀释剂通常选自高极性溶剂,例如醇,醚,酯等。高极性溶剂改善了导电浆料的耐湿性,因为它起到防止胶层表面腐蚀的介质的作用。无活性稀释的量为0.1%至20%。随着量的增加,可以改善导电性,但是机械性能也降低。反应性稀释剂主要作为反应物加入树脂中以降低体系的粘度。当加入这些物质时,在降低体系粘度的同时也会损失耐热性,因此应将剂量控制在合理的范围内。在实际使用中,可以混合反应性稀释剂和非反应性稀释剂以实现最佳稀释。

4)其他添加剂的影响

其他添加剂主要是根据导电胶的需要,添加一些物质来改善导电胶的性能。通常,将偶联剂添加到导电胶中以降低金属颗粒和胶层之间的界面表面能,例如硅烷偶联剂,钛酸酯偶联剂等。