导电胶的制备工艺及发展状况..doc

导电胶的制备工艺发展现状 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 导电胶的制备工艺发展现状 摘要：介绍了导电胶的分类、特点、材料配方等概况，并介绍了几种主要类型的导电胶简介、制备工艺、发展现状和发展趋势，并对导电胶的近代发展做了简要分析，近几年上国际上的必威体育精装版成果，最后对提高我国导电胶总体性能提出了几点建议。 关键词：导电胶；填料；胶粘剂；铜粉导电胶；导电性能 前言： 导电胶是将提供导电性能的导电填料填充到提供机械性能的聚合物粘料中制得的电子化学品。它起源于20世纪70年代早期，起初主要用在陶瓷基板上IC晶片及被动元器件的精细间距引脚连接，并未获得广泛工业应用。大量使用的Sn／Pb金属合金焊料成本低、熔点低、强度高、加工塑性好、浸润性好，广泛应用于家电、数码电子产品、汽车等领域【1】。 导电胶由导电填料、聚合物粘料和其他助剂组成【2】。 1．导电胶分类 导电胶可以分为各向同性 ICAs IsotropicConductive Adhesives 和各向异性 ACAs AnisotropicConductive Adhesives 两大类【3】前者在各个方向有相同的导电性能，后者在X、Y方向是绝缘的而在Z方向上是导电的。通过选择不同形状和添加量的填料 可以分别做成各向同性或各向异性导电胶【4】。 导电胶作为一种新型的复合材料其应用日益受到人们的重视, 有着广阔的市场前景和发展潜力。导电胶根据不同的标准可以有多种分类。根据导电粒子种类不同，可分为银系、金系、铜系和碳系导电胶等，其中应用最广的是银系导电胶；根据导电方向不同，可分为各向同性导电胶(ICA)和各向异性导电胶(ACA)两大类：ICA在各个方向有相同导电性能；ACA在Z轴方向上导电，而在X，Y轴上不导电。根据固化条件不同，可分为热固化型、常温固化型、高温烧结型、光固化型和电子束固化型导电胶等。根据粘料的类型，又可将导电胶分为无机导电胶和有机导电胶。 2导电胶的特点 2．1 银导电胶 在金属中银的电阻低，而且氧化速度慢，氧化物也导电，尽管价格高，仍然是最早使用的导电胶。银导电胶在使用中存在的最大问题是银的迁移现象，许多文献中均有这方面的研究报道。所谓迁移现象是指用于连接盘或导线的导电金属在长期高湿度环境中附加直流电压的情况下。导电金属离子会在绝缘体中移动，从而引起连接盘间或导线间的绝缘性下降，最终导致了短路的现象。它已成为电子产品迈向小型化、高集成化的一大难题，使银导电胶在高密度互连多层板中的推广应用受到限制。 银的迁移在电气和电子产品小型化时就成为问题，使引线间隔受到限制，引线密度难以提高。 为防止银的迁移，虽然已经从胶粘剂等方面进行了改性，但是还是难以控制银完全不发生迁移现象，目前最有效而且也是最现实的防止迁移的方法是控制导致银发生离子化的水分的存在，具体说就是把使用银导电胶部件置于气密条件下，让银导电胶在上下夹心保护下阻止水分的进入。 2．2铜导电胶 铜粉由于其价格优势和良好的耐金属迁移性被普遍看好是银粉的替代产品。但由于铜是容易被氧化的金属，氧化物是绝缘体，因此难以把铜粉作为导电胶的导电粉末来使用，铜导电胶初期是导通的，但随时间的增长，氧化程度增加，使其电阻增大，因此不能用在可靠性要求高的电器产品上。在研究铜粉导电胶时发现，铜粉在树脂加热固化的过程中容易被氧化，导电性下降；铜导电胶在潮湿环境中电阻变化率大，结果导电胶使用寿命大大缩短。为防止以上现象，有研究指出；添加还原剂，如对苯二酚、不饱和脂肪酸等；用胺类化合物作为络合剂进行表面保护；使用银铜梯度粉等方法可以减少铜的氧化，提高导电胶的导电性。铜导电胶目前还存在固化温度较高、不沾焊料等问题，其应用还局限在部分印刷电路板的引线方面，不过可以设想，随着对铜导电胶的进一步研究，大部分的银导电胶终将会被铜导电胶所替代。 2．3碳类导电胶 碳导电胶是掺合型导电涂料的一种，是近三十年来发展起来的一种新型材料。碳类导电胶比银导电胶电阻率高10-3Ω·cm以上，不过由于它比银便宜，化学稳定，因此在印制电阻器、电磁屏蔽及开关的接点上使用。此外，在建筑领域，用碳导电胶制成的碳膜可将电能转化成热能来加热住宅和其它建筑物。 碳导电胶使用的碳粉主要是石墨和炭黑，其导电性能取决于碳粉的性能和添加量，实际的碳类导电胶中多数是石墨粉与炭黑混合使用的。通常石墨具有层状结构，其耐压力的程度受到了一定的限制，因此其一般不单独作为填料使用，层状结构的石墨与球形结构的炭黑混合使用时，石墨的片可以在炭黑的球之间搭桥，从而有利于提高固化膜的导电性能。炭黑的导电性能与其结构性、比表面积和表面化学特性等因素有关。炭黑的结构性越高，比表面积越大(即粒径越小)、表面活性基团含量越少，则导电性能越好。 除