CN105131861A - 一种低成本导电银胶 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种低成本导电银胶，其组成包括：银纳米线，0-2%；片状银粉，10-20%；金属氧化物，30-40%；纤维素，10-42.3%；双酚A环氧树脂，10-20%；固化剂，3-5%；促进剂，0.5-1%；稀释剂，2-6%；K-570或K-550，1-3%；对苯二甲酸，0.5-1%；纳米二氧化硅，0.5-1%；消泡剂，0.1-0.5%；ICAM8401或8402，0.1-0.5%。该导电银胶成本较低、在较低温度下即可快速固化、导电性好、抗冲击力优异，适合在很多场合使用。

Description

一种低成本导电银胶

技术领域

本发明属于导电胶领域，具体涉及一种低成本导电银胶。

背景技术

导电银胶以其使用方便、性能优异、污染性小而逐渐代替污染严重的铅锡焊的部分功能，成为一种重要的构建导电通路的物质。它可以用于微电子装配、印制电路，也可以用于粘结以及代替锡焊。其广泛应用也推动了导电银胶研究的快速发展。如专利CN104017529A、CN104449455A、CN103642420A等分别用不同助剂配制了不同性能的导电银胶，在不同领域取得了应用。

但这些导电银胶大多使用银粉作为导电填料，其银含量非常高（60-70%），导致产品价格较高，不利于其广泛应用。降低成本的方法有两个：一个是用廉价导电材料部分代替银材料，另一个是用与银粉形貌不同的其他银材料以大大降低银的使用量。对很多电路来说，外部器件的限制使其对导电通路的导电性要求不高。因而，可用半导体导电物质作为导电填料，如金属氧化物。相比于银材料，金属氧化物的成本要低得多。但用金属氧化物部分代替银粉的专利还没有。同时，相比于银粉，银纳米线之间允许有空档。这能极大降低银材料的使用量，进而降低成本。但银纳米线和金属氧化物联合使用以显著降低成本的专利还没有。

因此，使用合适的材料来构建廉价的导电银胶是导电胶领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明在于提供一种低成本导电银胶，以解决目前导电银胶的成本高、固化温度高、固化时间长等问题。本发明制备的导电银胶成本低廉、导电性能好、固化温度低于100℃、固化时间小于半小时、储存时间长，能广泛用于诸多领域。该导电银胶的配方为：

银纳米线，0-2%；

片状银粉，10-20%；

金属氧化物，30-40%；

纤维素，10-42.3%；

双酚A环氧树脂，10-20%；

固化剂，3-5%；

促进剂，0.5-1%；

稀释剂，2-6%；

K-570或K-550，1-3%；

对苯二甲酸，0.5-1%；

纳米二氧化硅，0.5-1%；

消泡剂，0.1-0.5%；

ICAM8401或8402，0.1-0.5%；

本发明所用银纳米线的长度为30-50μm，直径为30-50nm。所用片状银粉为10μm银粉。其中，可以不含银线而只有银粉；

本发明所用金属氧化物为氧化锌、氧化钼、氧化钒、氧化锡、氧化铟锡、铝掺杂的氧化锌（AZO）、氟掺杂氧化锡（FTO）等导电物质中的一种或几种的混合；

本发明所用纤维素为乙基纤维素、醋酸纤维素、羟丙基纤维素等纤维素中的一种或几种的混合；

本发明所用双酚A环氧树脂为常见E44、E51等环氧树脂中的一种或几种的混合；

本发明所用固化剂为T31固化剂、硫脲-多元胺缩合物、多硫醇化合物、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺、脂肪族醚胺、偏苯三甲酸酐等固化剂中的一种或几种的混合；

本发明所用固化促进剂为2,4,6-三-（二甲胺基甲基）-苯酚、苯甲醇改性咪唑类固化促进剂、异丁醇改性咪唑类固化促进剂等促进剂中的一种或几种的混合；

本发明所用稀释剂为正丁醇、乙醇、异丙醇、松油醇、乙二醇二乙酯、丁基卡必醇、苯甲醇、乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、丙酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲醇、苯乙烯和环己酮等溶剂中的一种或几种的混合；

本发明所用消泡剂为高级醇、聚氧丙烯甘油醚、磷酸三丁酯、有机硅类消泡剂等物质中的一种或几种的混合；

本发明所用K-570或K-550为硅烷偶联剂，对苯二甲酸为导电促进剂，纳米二氧化硅为触变剂，ICAM8401或8402为稳定剂；

本发明导电银胶配制过程为：将银纳米线、银粉和金属氧化物加入到环氧树脂中，搅拌均匀。然后加入其它助剂，在真空抽气的情况下搅拌脱泡到各种物质混合均匀即得成品导电银胶；

本发明导电银胶的优点在于：（1）使用了廉价的导电金属氧化物和能显著降低银使用量的银纳米线，因而产品成本低；（2）相对于全银粉的导电银胶，本发明银胶虽然导电性有所下降，但能满足绝大部分场合的需要；（3）精心挑选的环氧树脂、固化剂、固化促进剂使本发明产品能在较低温度下快速固化，有利于其应用；（4）纤维素的使用使本发明产品的塑性和抗冲击能力好；（5）储存稳定性、涂覆效果好，导电均匀。

具体实施例

实施例：

选用长40μm、直径35nm左右的银纳米线和10μm的银粉作为导电填料，导电氧化锌粉为导电掺杂物质，乙基纤维素为增塑剂，E44环氧树脂为树脂，T31为固化剂，2,4,6-三-（二甲胺基甲基）-苯酚为固化促进剂，乙醇为稀释剂，K550为偶联剂，对苯二甲酸为导电促进剂，纳米二氧化硅为触变剂，正庚醇为消泡剂，ICAM8401为稳定剂。浆料的具体配方为：

银纳米线，1%；

片状银粉，15%；

导电氧化锌粉，40%；

乙基纤维素，16.4%；

E44环氧树脂，15%；

T31固化剂，3%；

2,4,6-三-（二甲胺基甲基）-苯酚，0.5%；

乙醇，6%；

K-550，1%；

对苯二甲酸，1%；

纳米二氧化硅，0.5%；

正庚醇，0.3%；

ICAM8401，0.3%；

按照1000g银胶产品量计算所需物质的量，然后按量称取这些物质，如导电氧化锌粉400g。将银纳米线、银粉和导电物质加入到环氧树脂中，搅拌均匀。然后加入其它助剂，在真空抽气的情况下搅拌脱泡到各种物质混合均匀即得成品导电银胶；

该导电银胶在70℃下固化20分钟完成固化，测得其体积电阻率为5×10^-3Ω·cm，导热率2W/(m.k)。

以上详细描述了本发明的较佳实施例。应当理解，本领域的普通技术人

员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的实验与技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种低成本导电银胶，其特征在于，其配方包括：

银纳米线，0-2%；

片状银粉，10-20%；

金属氧化物，30-40%；

纤维素，10-42.3%；

双酚A环氧树脂，10-20%；

固化剂，3-5%；

促进剂，0.5-1%；

稀释剂，2-6%；

K-570或K-550，1-3%；

对苯二甲酸，0.5-1%；

纳米二氧化硅，0.5-1%；

消泡剂，0.1-0.5%；

ICAM8401或8402，0.1-0.5%。

2.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用银纳米线的长度为30-50μm，直径为30-50nm；所用片状银粉为10μm银粉；其中，也可不用银纳米线而只用银粉。

3.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用金属氧化物为氧化锌、氧化钼、氧化钒、氧化锡、氧化铟锡、铝掺杂的氧化锌（AZO）、氟掺杂氧化锡（FTO）等导电物质中的一种或几种的混合。

4.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用纤维素为乙基纤维素、醋酸纤维素、羟丙基纤维素等纤维素中的一种或几种的混合。

5.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用双酚A环氧树脂为常见E44、E51等环氧树脂中的一种或几种的混合。

6.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用固化剂为T31固化剂、硫脲-多元胺缩合物、多硫醇化合物、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺、脂肪族醚胺、偏苯三甲酸酐等固化剂中的一种或几种的混合。

7.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用固化促进剂为2,4,6-三-（二甲胺基甲基）-苯酚、苯甲醇改性咪唑类固化促进剂、异丁醇改性咪唑类固化促进剂等促进剂中的一种或几种的混合。

8.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用稀释剂为正丁醇、乙醇、异丙醇、松油醇、乙二醇二乙酯、丁基卡必醇、苯甲醇、乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇、丙酮、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲醇、苯乙烯和环己酮等溶剂中的一种或几种的混合。

9.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用消泡剂为高级醇、聚氧丙烯甘油醚、磷酸三丁酯、有机硅类消泡剂等物质中的一种或几种的混合。

10.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明所用K-570或K-550为硅烷偶联剂，对苯二甲酸为导电促进剂，纳米二氧化硅为触变剂，ICAM8401或8402为稳定剂。

11.根据权利要求1所述的导电银胶，其特征在于：本发明导电银胶配制过程为：将银纳米线、银粉和金属氧化物加入到环氧树脂中，搅拌均匀；然后加入其它助剂，在真空抽气的情况下搅拌脱泡到各种物质混合均匀即得成品导电银胶。