CN102093833A

CN102093833A - 一种原位合成制备银导电胶的方法

Info

Publication number: CN102093833A
Application number: CN2010105748468A
Authority: CN
Inventors: 吴海平; 陶宇; 李斌; 夏艳平; 陶新永
Original assignee: CHANGZHOU HERUN NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd; Changzhou University
Current assignee: CHANGZHOU HERUN NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd; Changzhou University
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2030-12-06
Also published as: CN102093833B

Abstract

本发明涉及导电胶，特别涉及一种原位合成制备银导电胶的方法，具体为：将硝酸银溶于乙醇和多羟基液态有机物的混合溶液中，搅拌均匀，配成溶液1，硝酸银的物质的量的浓度为1mol/L~4mol/L；将环氧树脂加入到步骤1配置好的溶液1中，搅拌均匀，放入微波炉，在频率为2.45GHz,功率为320～480W的微波下辐照2～4.5分钟，得到溶液2，其中环氧树脂的加入量为溶液1重量的20%～30%；除去溶液2中的乙醇后，向溶液2中加入酸酐型固化剂和酸酐类固化促进剂，搅拌均匀，固化得到导电胶。本发明解决了纳米制备过程中的后处理问题，产量低等一系列的缺点，而与同类方法相比，这种方法反应条件较为均匀，与两步法制备导电胶有着巨大的进步。

Description

一种原位合成制备银导电胶的方法

技术领域

本发明涉及导电胶，特别涉及一种原位合成制备银导电胶的方法。

背景技术

近年来，Sn-Pb焊料作为电子元器件的主要连接材料，其焊接温度高、对环境危害大，无法满足节距很小的工作环境等缺点逐渐显现出来，导电胶作为Sn-Pb电子封装材料的替代品，主要应用在液晶显示器上，慢慢的发展到笔记本电脑、手机等电子产品的集成电路(IC)连接上，随着其应用范围的不断发展，导电胶必将会成为Sn-Pb焊料的替代品。现有技术中存在的导电胶的导电填料主要为金属粉末类：Cu、Ni、Au、Ag或者金属混合物，相比Cu，Ni系的金属，Ag化学性质较稳定，同时具有良好的电学热学性能使其成为目前研究最多的导电填料。

已经报道采用纳米级银粒子、银纳米线，镀银纳米粒子或是纳米纤维等作为导电填料提高导电胶的导电性或是降低导电胶的成本，如中国专利CN1948814和CN101215450，导电胶是由于填充的导电粒子在树脂固化过程中形成导电网络，而具有导电的能力，现在使用的导电胶主要是在有机聚合物基体添加预先制备好的导电填料，使其具有与金属相近的导电性能，但是上述制备导电胶的过程中，存在着很明显的缺点：纳米制备的条件较为苛刻，后处理工艺较为复杂，难以达到大规模生产的要求。

本发明通过配制适当的溶液，直接微波加热反应，得到导电胶，目前国内还无此类似的文章和专利，这一方法能解决了目前存在的诸多问题，因此具有良好的发展前景，对纳米材料的生产和应用也有较大的推动作用。

发明内容

本发明的目的提供一种工艺较为简单的原位合成制备导电胶的方法。

本发明采用的技术步骤的方案如下：

一材料配比

纯度>98%（质量百分数）的硝酸银；

纯度>90%（质量百分数）的多羟基液态有机物；

纯度>90%（质量百分数）的乙醇；

工业级环氧树脂；

工业级酸酐型固化剂；

工业级酸酐类固化促进剂；

工业级 2-乙基4甲基咪唑；

以上试剂均没有经过纯化处理。

二制备过程

1、将硝酸银溶于乙醇和多羟基液态有机物（体积比为1:1~1:5）的混合溶液中，搅拌均匀，配成溶液1，硝酸银的物质的量的浓度为1mol/L~4mol/L；

2、将环氧树脂加入到步骤1配置好的溶液1中，搅拌均匀，放入微波炉，在频率为2.45GHZ,功率为320～480W的微波下辐照2～4.5分钟，得到溶液2，其中环氧树脂的加入量为溶液1重量的20%～30%；

3、除去溶液2中的乙醇后，向溶液2中加入酸酐型固化剂和酸酐类固化促进剂，搅拌均匀，固化得到导电胶。

所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44或双酚A型环氧树脂EPON828。

所述的酸酐型固化剂为甲基四氢苯酐或者甲基六氢苯酐，其加入量为除去乙醇后溶液2重量的3~5%，所述的酸酐类固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑或2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30），其加入量为除去乙醇后溶液2重量的0.1%~0.5%。

所述的固化条件为：先在80℃下固化2h，再在160℃下固化4h。

所述的多羟基液态有机物为乙二醇或丙三醇。

本发明具有的有益效果是：

（1）该制备方法简单、原料易得、成本低，在很宽的反应条件范围内均可重复制备出性能优异的导电胶；

（2）该制备方法解决了纳米制备过程中的后处理问题，产量低等一系列的缺点，而与同类方法相比，这种方法反应条件较为均匀，与两步法制备导电胶有着巨大的进步；

（3）该制备方法同样适用于以醋酸银、乙酸银等为原料，以丙三醇及其它多羟基有机物为反应试剂的反应。

附图说明

图1是原位法制备导电胶固化后的断面SEM图，从图中可以清楚的看出，银粒子的存在，但是银颗粒分布的不是很均匀，表面被环氧树脂覆盖；

图2是按照实施例一、二、三制备的银导电胶的XRD图片；原位法制备得到的导电胶，固化后测得的XRD谱图。图中2

分别为38.1°、44.3°、64.4°和77.5°时出现的四个峰，分别对应银的（111），（200）,(220)和（311）晶面，这表明经过微波处理，银离子已经还原为单质银，并且银的晶体为面心立方结构。

具体实施方式

实施例1：

（1）配制1mol/L的硝酸银溶液，将硝酸银分散在10ml的乙醇和10ml的乙二醇的混合溶液中，配成溶液1；

（2）将环氧树脂（硝酸银溶液质量的20%）加入到溶液1中，搅拌均匀，放置到微波炉中，在频率为2.45GHZ，功率为320W的微波下辐照2分钟，在80℃下静置一个小时，以除去溶液中的乙醇；

（3）向静置后的溶液中，加入3%的甲基四氢苯酐（固化剂）、0.1%2-乙基-4-甲基咪唑（固化促进剂），混合均匀，固化条件为80℃，2h；160℃，4h，得到本发明所述的导电胶。

实施例2：

（1）配制2mol/L的硝酸银溶液，将硝酸银分散在5ml的乙醇和25ml的丙三醇的混合溶液中，配成溶液1；

（2）将环氧树脂（硝酸银溶液质量的25%）加入到溶液1中，搅拌均匀，放置到微波炉中，在频率为2.45GHZ，功率为320W的微波下辐照3分钟，在80℃下静置一个小时，以除去溶液中的乙醇；

（3）向静置后的溶液中，加入4%的甲基六氢苯酐（固化剂）、0.3%2-乙基-4-甲基咪唑（固化促进剂），混合均匀，固化条件为80℃，2h；160℃，4h，得到本发明所述的导电胶。

实施例3：

（1）配制4mol/L的硝酸银溶液，将硝酸银分散在10ml的乙醇和30ml的乙二醇的混合溶液中，配成溶液1；

（2）将环氧树脂（硝酸银溶液质量的30%）加入到溶液1中，搅拌均匀，放置到微波炉中，在频率为2.45GHZ,功率为320W的微波下辐照4.5分钟，在80℃下静置一个小时，以除去溶液中的乙醇；

（3）向静置后的溶液中，加入5%的甲基四氢苯酐（固化剂）、0.5%2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚（固化促进剂），混合均匀，固化条件为80℃，2h；160℃，4h，得到本发明所述的导电胶。

Claims

1.一种原位合成制备银导电胶的方法，步骤如下：

（1）将硝酸银溶于乙醇和多羟基液态有机物的混合溶液中，搅拌均匀，配成溶液1，硝酸银的物质的量的浓度为1mol/L~4mol/L；

（2）将环氧树脂加入到溶液1中，搅拌均匀，放入微波炉，在频率为2.45GHZ,功率为320～480W的微波下辐照2～4.5分钟，得到溶液2，其中环氧树脂的加入量为溶液1重量的20%～30%；

（3）除去溶液2中的乙醇后，向溶液2中加入酸酐型固化剂和酸酐类固化促进剂，搅拌均匀，固化得到导电胶。

2.如权利要求1所述的一种原位合成制备银导电胶的方法，其特征在于：所述乙醇和多羟基液态有机物的混合溶液中乙醇与多羟基液态有机物的体积比为1:1~1:5。

3.如权利要求1或2所述的一种原位合成制备银导电胶的方法，其特征在于：所述多羟基液态有机物为乙二醇或丙三醇。

4.如权利要求1所述的一种原位合成制备银导电胶的方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44或双酚A型环氧树脂EPON828。

5.如权利要求1所述的一种原位合成制备银导电胶的方法，其特征在于：所述的酸酐型固化剂为甲基四氢苯

酐或者甲基六氢苯酐，其加入量为除去乙醇后溶液2重量的3~5%，所述的酸酐类固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑或2，4，6-三（二甲胺基甲基）苯酚（DMP-30），其加入量为除去乙醇后溶液2重量的0.1%~0.5%。

6.如权利要求1所述的一种原位合成制备银导电胶的方法，其特征在于：所述的固化条件为：先在80℃下固化2h，再在160℃下固化4h。