导电胶培训教材

发布时间:2025-10-18 03:31:56 作者: 乐鱼导航

  

导电胶培训教材

  导电填料主要是通常有碳、金属、金属氧化物三大类。碳类材料中的炭黑的导电性很好,但存在加工 困难的问题;石墨很难粉碎和分散,且导电性随产地等变化较大。碳类填料一般都会采用炭黑和石墨的混合 粉末。金属氧化物导电性普遍较差。的填料多为Au、Ag、Cu、Ni等电阻率较低的金属粉末。

  导电胶是一种同时具备导电性能和粘结性能的胶黏剂,它导 电材料连接在一起连接材料间形成导电通路。它是通过将导 电填料填充在有机聚合物基体中,从而使其具有与金属相近 的导电性能。与普通导电聚合物不同的是,导电胶要求 (yāoqiú)体系在储存条件下具有流动性,通过加热或其他方 式可以发生固化,从而形成具有一定强度的连接。

  导电胶基体包括预聚体、固化剂(交联剂)、稀释剂及其他添加剂(增塑剂、偶联剂、消泡剂等)。 预聚体是导电胶的主要组分之一,它含有活性基团,加入固化剂后能够直接进行固化。预聚体固化后形成了导电胶的分子骨架,同时提

  固化剂是多官能团化合物,可以连接预聚体,形成网络结构,也是固化后体系的一部分。 稀释剂是导电胶的另一个重要组分。它能调节体系的粘度,使导电粒子能较好的分散在基体树脂中,同时在导电粒子和胶层及被 粘接电子元器件间形成了良好的导电接触。稀释剂分为活性稀释剂和非活性稀释剂两类,其中活性稀释剂含有活性端基,能参加交 联反应,固化前不需去除,固化后成为体系的一部分;非活性稀释剂不参与交联,仅起调节作用,固化前需要除去。 预聚体、交联剂和稀释剂是固化过程中体积变化的主要影响因素。为了更好的提高导电胶的性能,有时还需加入偶联剂、增塑剂、消泡剂 等各种添加剂。 偶联剂可改善导电填料在树脂基体中的分散性,同时还能改善导电胶的表面性能,增加界面的粘附性能。加入增塑剂能大大的提升胶层 的柔韧性和粘接强度。消泡剂在导电胶的制备过程中,可降低表面张力,消除物料混合(hùnhé)过程中产生的泡沫。

  导电胶作为一种Pb/Sn焊料的替代品应运而生。与Pb /Sn焊料相比,它具有 五大优点:(1)线分辨率大幅度的提升,能适应更高的I/O密度; (2)涂膜工艺简单,连接步骤少; (3)固化温度低,减少能耗,避免基材损伤,可应用在对温度敏感的材料或 无法焊接的材料上。 (4)热机械性能好,韧性比合金焊料好,接点(jiē diǎn)抗疲劳性高; (5)与大部分材料润湿良好。

  导电填料的粒度和形状对导电胶的导电性能有直接影响。粒度大的填料导电效果优于小的,但同时 会带来连接强度的降低。不定形(片状或纤维状)的填料导电性能和连接强度优于球形的。但各向异性 导电胶只能用粒度分布较窄的球形填料。不同粒度和形状的填料配合使用能够获得较好的导电性能和连 接强度。

  按导电机理分为本征导电胶和复合导电胶。本征导电胶是指分子结构本身 具有导电功能的共扼聚合物,这类材料电阻率较高,导电稳定性及重复性 较差,成本也较高,故很少研究。复合导电胶是指在有机聚合物基体中添 加导电填料,从而使其具有与金属(jīnshǔ)相近的导电性能,目前的研究主 要集中在这一块。

  按照固化体系的不同,导电胶可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶和紫 外光固化导电胶等。室温固化需要的时间太长,通常要数小时到几天,且室温储存时体积电 阻率易发生变化,因此工业上较少使用。中温固化导电胶力学性能优异,且固化温度一般低 于150℃,此温度范围能较好地匹配电子元器件的使用温度和耐温能力,因此是目前应用较多的 导电胶。高温固化导电胶高温固化时,金属粒子容易被氧化,固化速度快,导电胶使用时要求 固化时间须较短,因此也使用较少。紫外光固化导电胶主要是依靠紫外光的照射引起树脂基体 发生固化反应,固化速度较快,树脂基体在避光的条件下可以保存较长时间,是一种新型 (xīnxíng)的固化方式。这种新型(xīnxíng)的固化方式将紫外光固化技术和一导电胶结合起来, 赋予了导电胶新的性能。目前这方面的研究也是人们关注的热点。

  Au粉具备优秀能力的导电性和化学稳定性,是最理想的导电填料,但价格昂贵,一般只在要求比较高的情 况(qíngkuàng)下使用。Ag粉价格相比来说较低,导电性较好,且在空气中不易氧化,但在潮湿的环境下会 发生电迁移现象,使得导电胶的导电性能直线下降。Cu粉和Ni粉具备比较好的导电性,成本低,但在空气中 容易氧化,使得导电性变差。因此,导电填料一般都会采用Ag或cu。

  按基体可分为热塑性导电胶和热固性导电胶。热塑性导电胶的基体树脂分子链很 长,且支链少,在高温下固化时流动性较好,可重复使用。而热固性导电胶的基 体材料最初是单体(dān tǐ)或预聚合物,在固化过程中发生聚合反应,高分子链连 接形成交联的三维网状结构,高温下不易流动。

  按导电方向分为各向同性(ICAs)和各向异性(ACAs)两大类。前者在 各个方向有相同的导电性能;后者在XY方向是绝缘的,而在Z方向上是导 电的。通过选不一样形状和添加量的填料,可以分别做成各向同性或各向 异性导电胶。两种导电胶各有所长,目前的研究主要(zhǔyào)集中在后者 。

  供了粘接性能和力学性能的保障,并能使导电填料粒子形成通道。常用的聚合物基体包括环氧树脂、酚醛类树脂、聚酸亚胺、聚氨酷 等。与其他树脂相比,环氧树脂具有稳定性高、耐腐蚀、收缩率低、粘接强度高、粘接面广以及加工性好等优点,因此,环氧树脂是 目前研究最多、使用最广的基体材料。但是环氧树脂具有吸湿性,且耐热性较差,所以对环氧树脂进行改性,通过对环氧树脂主涟结 构和取代基做调整,得到综合性能更高的改性树脂的研究正在开发中。

  随着科技的进步,电子元件不断向微型化的方向发展,器件集成度逐步的提升 ,要求连接材料具备很高的线分辨率,传统的连接材料Pb /Sn焊料只能应用在 0 . 65mm以下节距的连接, 不足以满足工艺需要;连接工艺中温度高于230℃产生 的热应力也会损伤器件和基板,此外,Pb /Sn焊料中的铅为有毒物质。人们迫 切需要新型无铅连接材料。

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