CN103980854B - 一种新型导电胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明公开了一种新型导电胶，由按重量份计的以下原料制备而成：改型环氧树脂5-50份；环氧树脂0-20份；固化剂5-20份；银包铜粉30-70份；纳米银合金粉1-30份；消泡剂0.1-1份；抗氧剂0.1-1份；阻燃剂0.1-1份。一种新型导电胶的制备方法按以下步骤进行：按照上述导电胶所述的配方的配比称取原料，将原料混合搅拌均匀，最后使用真空脱泡搅拌机搅拌脱泡，完成后即得导电胶。本发明导电胶具有使用期长，粘度适合丝印的耐高温、低膨胀系数、高导电性、保存时间长的特点。</b>

Description

一种新型导电胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种新型导电胶及其制备方法，特别是涉及一种用于PCB线路导通孔连接的新型导电胶及其制备方法。
背景技术
随着电子技术的高速发展，电子产品的微型化、集成化已成为当今产品的发展趋势。为实现上述目的，以数码相机、摄像机等电子产品的液晶模组等产品的封装主要利用导电胶粘剂将电路部件粘结到印制电路板上。导电胶是一种具备丝印性能的，通过烘烤固化具有一定导电性能的合金胶粘剂，它由基体树脂、导电填料以及相关的添加剂组成；导电胶按基体组成可分为结构型和填充型两大类。结构型是指作为导电基体的高分子材料本身具有导电性的导电胶，填充型是指非导电的高分子材料作为基体，导电性填料的添加来达到导电性的目的。
目前，由于现有技术中的导电胶均为单一的填充型的，因此生产高阶板，其耐高温性能就显不足，同时膨胀系数偏大，也使可靠性大大降低，因此开发出单组份的，无溶剂的，适合丝印的粘度，耐高温、低膨胀系数、高导电性的导电胶成为目前的技术难题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型导电胶及其制备方法，该导电胶具有使用期长，粘度适合丝印的耐高温、低膨胀系数、高导电性、保存时间长的特点。
实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种新型导电胶，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：
优选地，新型导电胶由按重量份计的以下原料制备而成：
优选地，所述环氧树脂为低粘度的双酚A型环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂中的一种,其粘度范围1000-13000cps，25℃；优选地，所述环氧树脂为E-51型环氧树脂或TDE-85型环氧树脂。
优选地，所述改型环氧树脂为纳米银改性环氧树脂,其制备方法为：将1-20份的含有氨基的硅烷、1-30份的纳米银，加入到80℃的丙酮溶液中，搅拌反应2小时,pH为10；过滤得到中间产物，之后，缓缓加入10份的环氧树脂，于甲苯中反应3小时，将甲苯和丙酮挥发去除后，即得纳米银改性环氧树脂。含有氨基的硅烷优选KH-550。
优选地，纳米银合金粉为一种纳米银锡合金粉，其制备方法为：将重量比例占1-50％的锡粉、重量比例占50％-99％的银粉混合均匀后,采用激光法加工成纳米银锡合金粉。
优选地，所述银包铜粉的粒径大小为1-10微米之间，具有高分散高填充性的特点。
优选地，所述固化剂为594型固化剂或双氰胺类潜伏性固化剂。优选地，所述消泡剂为BYK-1790型消泡剂。优选地，所述抗氧剂为DNP型抗氧剂。优选地，所述阻燃剂为OP930型阻燃剂。
一种新型导电胶的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
按照上述导电胶所述的配方的配比称取原料，将原料混合搅拌均匀，最后使用真空脱泡搅拌机搅拌脱泡，完成后即得导电胶。
本发明的有益效果在于:
1、本发明是通过非导电的高分子材料(环氧树脂)的改性使其具有高导电性，同时利用纳米银锡合金粉的烧结特性将高分子材料与导电填料有机的连接起来，形成高可靠性的连接导通；由于纳米银锡合金粉的烧结特性，因此产品性能具有超出环氧性能的一般特性，具有极低的热膨胀系数和极高的耐热性能，耐化学性能突出，适合PCB的导电填孔使用，同时具有使用期长、保存时间长的优点。
2、本发明纳米银锡合金粉采用锡银合金体系，纳米银锡合金粉中锡的重量比例占1-50％,银的重量比例占50％-99％，将纳米银的烧结熔点降低到150℃以下。使得在实际应用过程中，导电胶于150℃烧结后，利用纳米银锡合金粉的烧结特性将高分子材料与导电填料(如银包铜粉)有机的连接起来，形成高可靠性的连接导通。
本发明的导电胶，具有粘度低，无溶剂，单组份，具有纳米银合金的烧结特性，体积电阻率可以达到5.0*10-5Ω.Cm，CTEα＝26*10E-6/℃，同时采用抗氧化剂和阻燃剂，保证300度的高温耐温长达5min，适合288度10秒3次的热冲击标准要求，具有很好的耐热尺寸稳定性和高粘接强度。
附图说明
图1为将实施例2所述导电胶的烧结表面放大400倍后的图片。
图2为将实施例2所述导电胶的烧结横截面放大400倍后的图片。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：
一种新型导电胶，由按重量份计的以下原料制备而成：
一种新型导电胶的制备方法，按以下步骤进行：
按照上述导电胶所述的配方的配比称取原料，将原料混合搅拌均匀，最后使用真空脱泡搅拌机搅拌脱泡，完成后即得导电胶。
所述环氧树脂为低粘度的双酚A型环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂中的一种,其粘度范围1000-13000cps，25℃；优选地，所述环氧树脂为E-51型环氧树脂或TDE-85型环氧树脂，其具有低粘度的特点。
所述改型环氧树脂为纳米银改性环氧树脂,其制备方法为：将1-20份的含有氨基的硅烷、1-30份的纳米银，加入到80℃的丙酮溶液中，搅拌反应2小时,pH为10；过滤得到中间产物，之后，缓缓加入10份的环氧树脂，于甲苯中反应3小时，将甲苯挥发去除后，即得纳米银改性环氧树脂。含有氨基的硅烷优选KH-550。
纳米银合金粉为一种纳米银锡合金粉，其制备方法为：将重量比例占1-50％的锡、重量比例占50％-99％的银混合均匀后,采用激光法加工成纳米银锡合金粉。
所述银包铜粉的粒径大小为1-10微米之间，具有高分散高填充性的特点。优选地，所述固化剂为594型固化剂或双氰胺类潜伏性固化剂。
实施例1-4的具体配方参见表1：
表1配方表
组份 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
纳米银改性环氧树脂 30份 20份 28份 25份
TDE-85型环氧树脂 0份 10份 10份 20份
594型固化剂 10份 10份 12份 15份
BYK-1790型消泡剂 0.5份 0.2份 0.2份 0.2份
DNP型抗氧剂 0.5份 0.2份 0.2份 0.2份
OP930型阻燃剂 0.5份 0.2份 0.2份 0.2份
银包铜粉 50份 30份 30份 30份
纳米银锡合金粉 30份 30份 20份 10份
表2测试结果表
以上特性的测试方法如下：
体积电阻率：四探针测试法；
燃烧性(阻燃性)：依据UL94垂直燃烧法测定；
耐浸焊性按照IPC-TM-6502.4.13进行测试；
参照表2，本发明的无溶剂纳米银合金导电胶，具有粘度低，无溶剂，单组份，具有纳米银合金的烧结特性，体积电阻率可以达到5.0*10-5Ω.Cm，CTEα＝26*10E-6/℃，同时采用抗氧化剂和阻燃剂，保证300度的高温耐温长达5min，适合288度10秒3次的热冲击标准要求，具有很好的耐热尺寸稳定性和高粘接强度。
对根据本发明实施2方案制得的导电胶的烧结表面以及烧结横截面分别在放大400倍的情况下进行观察，详见图1和图2，同时结合表2中实验测得的数据，可以看出本发明制得的导电胶结合紧密、具有良好的粘结强度，能够达到良好的热冲击标准要求。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种导电胶，其特征在于，由按重量份计的以下原料制备而成：
所述改型环氧树脂为纳米银改性环氧树脂,其制备方法为：将1-20份的含有氨基的硅烷、1-30份的纳米银，加入到80℃的丙酮溶液中，搅拌反应2小时,pH为10；过滤得到中间产物，之后，缓缓加入10份的环氧树脂，于甲苯中反应3小时，将甲苯挥发去除后，即得纳米银改性环氧树脂；
纳米银合金粉为一种纳米银锡合金粉，其制备方法为：将重量比例占1-50％的锡粉、重量比例占50％-99％的银粉混合均匀后,采用激光法加工成纳米银锡合金粉。
2.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于,由按重量份计的以下原料制备而成：
3.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于:所述环氧树脂为低粘度的双酚A型环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂中的一种,其粘度范围1000-13000cP，25℃。
4.根据权利要求3所述的导电胶,其特征在于:所述环氧树脂为E-51型环氧树脂或TDE-85型环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于:含有氨基的硅烷为KH-550。
6.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于:所述银包铜粉的粒径大小为1-10微米。
7.根据权利要求1所述的导电胶,其特征在于:所述固化剂为594型固化剂或双氰胺类潜伏性固化剂；所述消泡剂为BYK-1790型消泡剂；所述抗氧剂为DNP型抗氧剂；所述阻燃剂为OP930型阻燃剂。
8.一种导电胶的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
按照权利要求1-7中任意一项导电胶所述的配方的配比称取原料，将原料混合搅拌均匀，最后使用真空脱泡搅拌机搅拌脱泡，完成后即得导电胶。
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