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常见问题

先进院科技浅谈导电银浆 导电胶 高端金属浆料及其配方

时间:2022-03-03浏览次数:2425

导电银浆是一种复合型导电高分子聚合材料,它是由金属导电银粉、基料树脂、溶剂和助剂组成的一种机械混合物浆料。

高温导电银浆具有优良的导电性能,且性能稳定,是电子领域、微电子技术中重要的基础材料之一。它广泛应用于集成电路石英晶体电子元器件、厚膜电路表面组装、仪器仪表等领域。

导电银浆分为两类:

1)聚合物银导电浆料(烘干或固化成膜,以有机聚合物作为粘接相);

2)烧结型银导电浆料(烧结成膜,烧结温度>500℃,玻璃粉或氧化物作为粘接相)

构成银导体浆料的三类别需要不同类别的银粉或组合作为导电填料,甚至每一类别中的不同配方需要不同的银粉作为导电功能材料,目的是在确定的配方或成膜工艺下,用最少的银粉实现银导电性和导热性的[敏感词]利用,关系到膜层性能的优化及成本。

聚合物的导电性主要是由导电填料银粉决定的,银粉的用量是导电银浆导电性能的决定因素。银粉含量对导电银浆的体积电阻率的影响在许多实验中可以给出,结论是,银粉的含量在70%~80%为[敏感词]。实验结果符合规律。这是因为银粉含量较少时,粒子之间相互接触的几率小,导电网络不易形成;当含量过大时,虽然粒子接触的几率大,但树脂的含量相对较少,连接银粒子的树脂粘接效果相应下降从而使得粒子间相互接触的机会减少,导电网络也差。从而电阻率也大,且导电浆料的粘接性也较差,当填料含量达到适量时,形成网络的导电性[敏感词]电阻率最小,导电率[敏感词]。

导电银浆参考配方一:

成 份     质量百分比 成份说明
银粉
75-82%
导电填料
双酚A型环氧树脂
8-12%
树脂
酸酐类固化剂
1-3%
固化剂
甲基咪唑
0-1%
促进剂
乙酸丁酯
4-6%
非活性稀释剂
活性稀释剂692
1-2%
活性稀释剂
钛酸四乙酯
0-1%
附着力促进剂
聚酰胺蜡
0-1%
防沉降剂


导电银浆参考配方二:导电银粉、E-44环氧树脂、四氢呋喃、聚乙二醇
银粉:70%-80%
环氧树脂:四氢呋喃质量比为1:(2-3)
环氧树脂∶ 固化剂质量比为 1.0∶(0.2~0.3)
环氧树脂∶ 聚乙二醇的质量比为 1.00 ∶(0.05-0.10)
高沸点溶剂: 丁基溶酐乙酸酯, 二乙二醇丁醚醋酸酯, 二甘醇乙醚醋酸酯,异佛尔酮

固化原理:在环氧树脂的结构中有羟基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和极为活泼的环氧基存在,羟基和醚基有高度的极性,使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力,而环氧基团则与介质表面(特别是金属表面)的游离键起反应,形成化学键。因而,环氧树脂具有很高的黏合力,用途很广,商业上被称作“[敏感词]胶“。此外,环氧树脂还可做涂料、浇铸、浸渍及模具等用途。但是,环氧树脂在未固化前是呈热塑性的线型结构,使用时必须加入固化剂,固化剂与环氧树脂的环氧基等反应,变成网状结构的大分子 ,成为不溶且不熔的热固性成品。环氧树脂在固化前相对分子质量都不高,只有通过固化才能形成体形高分子。环氧树脂的固化要借助固化剂,固化剂的种类很多,主要有多元胺和多元酸,他们的分子中都含有活波氢原子,其中用得最多的是液态多元胺类,如二亚乙基三胺和三乙胺等。环氧树脂在室温下固化时,还常常需要加些促进剂(如多元硫醇),以达到快速固化的效果。 固化剂的选择与环氧树脂的固化温度有关,在通常温度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在较高温度下固化一般选用酸酐和多元酸为固化剂。不同的固化剂,其交联反应也不同。


低温常温固化导电银胶主要应用:具有固化温度低,粘接强度极高、电性能稳定、适合丝网印刷等特点。适用于常温固化焊接场合的导电导热粘接,如石英晶体、红外热释电探测器、压电陶瓷、电位器、闪光灯管以及屏蔽、电路修补等,也可用于无线电仪器仪表工业作导电粘接;也可以代替锡膏实现导电粘接。


固化剂:酸酐类如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐,甲基咪唑等。

固化剂用量:固化剂用量少,固化时间会极大地延长甚至很难固化;固化剂用量过多会影响银浆的导电性且不利于操作。

环氧树脂稀释剂:主要分反应型稀释剂(即活性稀释剂,如501, 622, 669,690, 692,X-632, X-652, D-691等)和非反应型稀释剂(即非活性稀释剂,如丙酮、无水乙醇、甲苯、二甲苯、苯乙烯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基甲酰胺、多元醇、苯甲醇。在环氧与固化剂体系中,如何选取合适的稀释剂,与配方设计者的思路有关,比如考虑到:成本、稀释效果、气味、体系硬度、体系耐温等,从而选取不同的稀释剂。 

稀释剂用量:稀释剂用量过小,对树脂的溶解速度慢且易使浆料黏性偏大;稀释剂用量过大,不利于其挥发和银浆固化。


聚二乙醇用量:作为活性添加剂的聚乙二醇,只用加入很少量就可以显著改善银浆的印刷性质;而聚乙二醇用量太多会造成材料浪费且会降低银浆的导电性。
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