CN112341940B - 一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶及其制备方法。该环氧导电胶按照重量份包括：环氧树脂、活性稀释剂、有机溶剂、固化剂、助剂与导电填料。具体制备方法为：S1，将有机溶剂加热，随后加入环氧树脂并搅拌至完全溶解，在网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；S2，将活性稀释剂、有机溶剂、固化剂、助剂与导电填料加入所得有机载体中，预混均匀后，利用三辊机研磨至细度小于10μm，调节浆料粘度，即可得到低温快速干燥可常温储存的环氧导电胶。本发明制备得到得环氧导电胶为单组份，低温80℃下烘烤30min即可固化完全，具有较低的体积电阻率和较好的流动性，可满足点胶、贯孔等使用工艺。

Description

一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶及其制备方法

技术领域

本发明属于导电银胶领域，尤其是涉及一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶及制备方法。

背景技术

随着电子产品不断向微小化、高度集成化发展，环氧导电胶作为一种代替传统锡铅焊料的绿色粘结材料，广泛应用微电子封装等领域。锡铅焊料不仅污染环境，对人体造成损害，其焊接最小节距0.65mm也越来越不能满足电子产品发展的要求，相比导电胶，胶锡铅焊料还存在机械强度差，密度大，与有机材料粘结力差，使用温度高等不足。

而导电胶是由环氧树脂、固化剂、有机溶剂和导电银粉等组成，环氧树脂使其对各种基材都具有良好的粘结性，同时固化后的环氧树脂具有良好的机械强度，耐热性，湿热稳定性，耐化学复试以及低收缩率；导电银粉使其具有较好的导电性，在SMT、SMD、PCD等领域有着重要的作用。

随着电子浆料的不断发展，环氧导电胶的研究也不断趋向于可低温固化、可快速干燥。新的工艺要求使导电胶的使用更为便捷，同时可以不断降低成本，缩短生产周期，但是低温固化型环氧导电胶由于其使用的固化剂，一般浆料需要置于低温5-20℃下储存，常温储存周期将会大大缩短，这也严重影响了环氧导电胶的应用和发展。目前，研究可低温固化的、可快速干燥的且可以常温长时间储存的导电银浆十分必要。

本发明主要针对环氧导电胶的常温储存稳定性差的问题，提高一种可用于点胶、印刷、贯孔等工艺的环氧基导电胶。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，本发明提供了一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶及制备方法。本发明主要针对环氧导电胶的常温储存稳定性差的问题，提高一种可用于点胶、印刷、贯孔等工艺的环氧基导电胶。

本发明的技术方案如下：

一种低温快干可常温储存的环氧导电胶，所述环氧电胶各原料组成为，以质量百分比计数：

所述环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂中一种或多种。

所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或聚乙二醇缩水甘油醚中的一种或多种。

所述有机溶剂为戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、三甲氧基丙酸甲酯、丙二醇甲醚乙酸酯或DBE中的至少一种。

所述所述固化剂为2E4MZ、C11Z、PN23、PN40J或PN50中一种或多种。

所述助剂为硅烷偶联剂或/和钛酸酯偶联剂。

所述导电填料为片状银粉或/和球状银粉。

所述导电填料为状银粉和球状银粉混合所得。

所述所述片状银粉的D50为1.45-2.01μm，振实为4.55-6.21g/mL；所述球形银粉的D50为0.6-0.8μm，振实密度为2.31-3.45g/mL。

一种低温快干可常温储存的环氧导电胶的制备方法，所述制备方法具体为：

S1，将有机溶剂加热至60-95℃，随后加入环氧树脂并搅拌至完全溶解，在 300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

S2，将活性稀释剂、有机溶剂、固化剂、助剂与导电填料加入所得有机载体中，预混均匀后，利用三辊机研磨至细度小于10μm，调节浆料粘度至 10000-50000mPa.s，即可得到低温快速干燥可常温储存的环氧导电胶。

本发明有益的技术效果在于：

本发明中减少了固化剂的使用量，引入少量硅烷偶联剂S130，优先与环氧固化剂反应形成低活性预聚物，抑制了大分子环氧树脂与固化剂交联反应程度，从而降低体系粘度，提高低温储存性，当温度升高，低分子量预聚物可进一步与环氧树脂继续发生交联反应。

本发明中环氧导电胶为单组分，相比传统的双组份环氧导电银胶在使用前无需分散混合；相比专利CN109321182A中所使用的固化剂，本发明中无需对固化剂微胶囊化处理，原材料易得且工艺简单；发明专利CN1106-7150A中提到的可常温储存的导电胶需要在160℃下固化10min，而本发明中的单组分环氧导电胶可在低温30min@80℃下固化，且相同银含可以达到同等水平的体积电阻率，工艺温度更低，对基材损伤更小，更满足目前导电胶低温化的市场需求。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。

实施例1：

一种低温快速干燥常温储存的导电银胶及制备方法，包括如下重要的原材料：

按质量百分比，称取有机载体12％，活性稀释剂5.5％，有机溶剂6％，固化剂1％，助剂0.5％，片状银粉25％，球状银粉50％。所述环氧树脂为南亚电子双酚A型环氧树脂904；所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；所述固化剂为2E4MZ；所述有机溶剂为三甲氧基丙酸甲酯；所述助剂为硅烷偶联剂S130，所述片状银粉的D50为2.01μm，振实为5.8g/mL；所述球形银粉的D50为0.8μm，振实密度为2.55g/ml。

将有机溶剂三甲氧基丙酸甲酯加入到加热釜中并加热至65℃，随后加入固体环氧树脂并搅拌至完全溶解，在300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

将上述混合物在三辊机中研磨至导电胶细度小于10μm，导电胶粘度为31600mPa.s，即得到低温快速干燥常温储存的导电胶。

实施例2：

一种低温快速干燥常温储存的导电银胶及制备方法，包括如下重要的原材料：

按质量百分比，称取有机载体10％，活性稀释剂5％，有机溶剂6％，固化剂1％，助剂0.5％，片状银粉20％，球状银粉57.5％。所述环氧树脂为佳迪达四官能度双酚A型环氧树脂EPM420；所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；所述固化剂为PN23；所述有机溶剂为三甲氧基丙酸甲酯；所述助剂为硅烷偶联剂S130，所述片状银粉的D50为1.99μm，振实为5.77g/mL；所述球形银粉的D50 为0.63μm，振实密度为3.75g/mL。

将有机溶剂三甲氧基丙酸甲酯加入到加热釜中并加热至65℃，随后加入固体环氧树脂并搅拌至完全溶解，在300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

将上述混合物在三辊机中研磨至导电胶细度小于10μm，导电胶粘度为42000mPa.s，即可获得低温快速干燥常温储存的导电胶。

实施例3：

一种低温快速干燥常温储存的导电银胶及制备方法，包括如下重要的原材料：

按质量百分比，称取有机载体11％，活性稀释剂2.7％，有机溶剂5.3％，固化剂1.1％，助剂0.05％，片状银粉26.9％，球状银粉52.95％。所述环氧树脂为络合高新材料有限公司酚醛环氧树脂EPU618；所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；所述固化剂为PN23；所述有机溶剂为丁二酸二甲酯与三甲氧基丙酸甲酯按照1:1混合得到混合有机溶剂；所述助剂为硅烷偶联剂KH550；所述片状银粉的D50为1.89μm，振实为5.77g/mL；所述球形银粉的D50为0.63μm，振实密度为3.75g/mL。

将混合有机溶剂加入到加热釜中并加热至60℃，随后加入环氧树脂并搅拌至完全溶解，在300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

将上述混合物在三辊机中研磨至导电胶细度小于10μm，导电胶粘度为38000mPa.s，即可获得低温快速干燥常温储存的导电胶。

对比例1：

称取有机载体10％，活性稀释剂5％，有机溶剂2.5％，固化剂5％，片状银粉20％，球状银粉57.5％。所述环氧树脂为佳迪达四官能度双酚A型环氧树脂 EPM420；所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚；所述固化剂为PN23；所述有机溶剂为三甲氧基丙酸甲酯；所述片状银粉的D50为1.99μm，振实为5.77g/mL；所述球形银粉的D50为0.63μm，振实密度为3.75g/mL。

将有机溶剂三甲氧基丙酸甲酯加入到加热釜中并加热至60℃，随后加入固体环氧树脂并搅拌至完全溶解，在300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

将上述混合物在三辊机中研磨至导电胶细度小于10μm，导电胶粘度为38000mPa.s，即可获得低温快速干燥常温储存的导电胶。

实施例2与对比例1的不同在于实施例2降低了固化剂用量，同时引入少量硅烷偶联剂S130。固化剂使用量的减少抑制体系在常温下的交联反应速率，从而延长导电胶储存稳定性，同时附着力促进剂的加入有益于提高导电胶对基材的粘附力。

将实施例1～3以及对比例1所制备的浆料，采用丝网印刷在PET基材上，印刷线条为线宽0.1mm*线长100mm，印刷好的PET片在80℃进行烘干，烘干时间为30min。然后测试体积电阻率、粘度、常温储存时间，其测试结果如表1 所示。

储存稳定性测试方法：将环氧导电胶密封，常温干燥储存，观察环氧导电胶几天发生凝胶，考察常温放置对环氧导电胶粘度的影响，进而评价银浆的储存稳定性能。

表1实施例1-3及对比例1的性能测试结果表

编号	粘度/mPa·s	体积电阻率/Ω.cm	储存时间/天
				对比例1	52000	5.1*10<sup>-4</sup>	7
实施例1	31600	1.44*10<sup>-4</sup>	＞45
				实施例2	22000	2.31*10<sup>-4</sup>	28
实施例3	38000	1.95*10<sup>-4</sup>	30

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低温快干可常温储存的环氧导电银胶，其特征在于，所述环氧电胶各原料组成为，以质量百分比计数：

环氧树脂 10-20%

活性稀释剂 5-10%

有机溶剂 5-10%

固化剂 0.5-2%

助剂 0.1-1%

导电填料 60-80%，

各原料组成质量百分比之和为100%；

所述固化剂为2E4MZ、C11Z、PN23、PN40J或PN50中一种或多种；

所述助剂为硅烷偶联剂或/和钛酸酯偶联剂；

所述助剂为硅烷偶联剂S130；

所述导电填料为片状银粉和球状银粉混合所得；

所述片状银粉的D50为1.45-2.01μm，振实为4.55-6.21g/mL；所述球形银粉的D50为0.6-0.8μm，振实密度为2.31-3.45g/mL。

2.根据权利要求1所述的低温快干可常温储存的环氧导电银胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂、双酚F型环氧树脂或酚醛环氧树脂环氧树脂中一种或多种。

3.根据权利要求1所述的低温快干可常温储存的环氧导电银胶，其特征在于，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚或聚乙二醇缩水甘油醚中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的低温快干可常温储存的环氧导电银胶，其特征在于，所述有机溶剂为戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、三甲氧基丙酸甲酯、丙二醇甲醚乙酸酯或DBE中的至少一种。

5.一种如根据权利要求1所述的低温快干可常温储存的环氧导电银胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体为：

S1，将有机溶剂加热至60-95℃，随后加入环氧树脂并搅拌至完全溶解，在300-400目的网布上过滤除杂，静置冷却至室温，得到有机载体；

S2，将活性稀释剂、有机溶剂、固化剂、助剂与导电填料加入所得有机载体中，预混均匀后，利用三辊机研磨至细度小于10μm，调节浆料粘度至10000-50000mPa.s，即可得到低温快速干燥可常温储存的环氧导电胶。