導電銀膠

導電銀膠

工業産品
導電性銀膠是一種固化或幹燥後具有一定導電性能的膠黏劑,它通常以基體樹脂和導電填料即導電粒子為主要組成成分,通過基體樹脂的粘接作用把導電粒子結合在一起,形成導電通路,實現被粘材料的導電連接。按導電方向分為各向同性導電性銀膠和各向異性導電性銀膠。
    中文名:導電銀膠 外文名:Conductive silver glue 所屬品牌: 性質:具有一定導電性能的膠黏劑 拼音:dǎo diàn yín jiāo

簡介

由于導電銀膠的基體樹脂是一種膠黏劑,可以選擇适宜的固化溫度進行粘接,如環氧樹脂膠黏劑可以在室溫至150℃固化,遠低于錫鉛焊接的200℃以上的焊接溫度,這就避免了焊接高溫可能導緻的材料變形、電子器件的熱損傷和内應力的形成。同時,由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路闆的高密度化和高度集成化的迅速發展,鉛錫焊接的0。65mm的最小節距遠遠滿足不了導電連接的實際需求,而導電銀膠可以制成漿料,實現很高的線分辨率。而且導電銀膠工藝簡單,易于操作,可提高生産效率,也避免了錫鉛焊料中重金屬鉛引起的環境污染。所以導電銀膠是替代鉛錫焊接,實現導電連接的理想選擇。

導電銀膠已廣泛應用于液晶顯示屏(LCD)、發光二極管(LED)、集成電路(IC)芯片、印刷線路闆組件(PCBA)、點陣塊、陶瓷電容、薄膜開關、智能卡、射頻識别等電子元件和組件的封裝和粘接,有逐步取代傳統的錫焊焊接的趨勢。

制備

在導電銀膠各組份基本确定的情況下,通常采用兩步法制備導電銀膠。

第一步基體樹脂制備:試驗室用電子天平以一定比例稱取一定量的環氧樹脂放入研缽中,按比例加入K77、ZE4MzeN、朋560、DleY(事先已研磨并過200目篩),用研棒進行充分的研磨和混合,研磨時間一般在10分鐘以上,直到形成均勻的混合體為止,便得到需要的樹脂基體。

基體樹脂所得的固化産物的性能完全能夠滿足商用導電銀膠的要求,導電銀膠中的銀粉的填加量對導電銀膠性能的影響将最終決定導電銀膠能否商業化的最重要的因素。已有學者對導電銀粉的填加量作過深入的研究,通常認為導電銀粉的填加量低于70%其所得固化産物導電性能較差不能滿足商業化的要求,但銀粉的填加量超過80%則固化産物的剪切強度變差亦不能滿足商業化的要求。基于以上考慮,本論文制備銀粉含量為70%、75%及80%的三種導電銀膠,對其性能進行全面考察,以最終确定适合作LED封裝用的導電銀膠的最佳銀粉含量。

第二步導電銀膠制備:取一定量的樹脂基體加入部分已經混合好的片狀銀粉BAgF一20及粒狀銀粉sAg一ZA進行研磨,直到銀粉全部與樹脂基體混合均勻後再加入适量的銀粉,最終銀粉總量為膠總量的70%;再取一定量的樹脂基體按前述方法制備銀粉含量為75%的導電銀膠;再取一定量的樹脂基體按前述方法制備銀粉含量為80%的導電銀膠;銀粉全部加完後再研磨30分鐘以上,直到銀粉和樹脂基第2章導電銀膠制備與性能測試體形成均勻的銀白色膏狀混合物。按下述方法對所制備的三種不同銀粉含量的導電銀膠進行性能測試。

種類組成

種類

按導電方向分為各向同性導電銀膠(ICAs,IsotropicConductiveAdhesive)和各向異性導電銀膠(ACAs,AnisotropicConductiveAdhesives)。ICA是指各個方向均導電的膠黏劑,可廣泛用于多種電子領域;ACA則指在一個方向上如Z方向導電,而在X和Y方向不導電的膠黏劑。一般來說ACA的制備對設備和工藝要求較高,比較不容易實現,較多用于闆的精細印刷等場合,如平闆顯示器(FPDs)中的闆的印刷。

按照固化體系導電銀膠又可分為室溫固化導電銀膠、中溫固化導電銀膠、高溫固化導電銀膠、紫外光固化導電銀膠等。室溫固化導電銀膠較不穩定,室溫儲存時體積電阻率容易發生變化。高溫導電銀膠高溫固化時金屬粒子易氧化,固化時間要求必須較短才能滿足導電銀膠的要求。國内外應用較多的是中溫固化導電銀膠(低于150℃),其固化溫度适中,與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配,力學性能也較優異,所以應用較廣泛。

紫外光固化導電銀膠将紫外光固化技術和導電銀膠結合起來,賦予了導電銀膠新的性能并擴大了導電銀膠的應用範圍,可用于液晶顯示電緻發光等電子顯示技術上,國外從上世紀九十年代開始研究,我國也開始研究。

組成

導電銀膠主要由樹脂基體、導電粒子和分散添加劑、助劑等組成。市場上使用的導電銀膠大都是填料型。

填料型導電銀膠的樹脂基體,原則上講,可以采用各種膠勃劑類型的樹脂基體,常用的一般有熱固性膠黏劑如環氧樹脂、有機矽樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化後形成了導電銀膠的分子骨架結構,提供了力學性能和粘接性能保障,并使導電填料粒子形成通道。由于環氧樹脂可以在室溫或低于150℃固化,并且具有豐富的配方可設計性能,環氧樹脂基導電銀膠占主導地位。

導電銀膠要求導電粒子本身要有良好的導電性能粒徑要在合适的範圍内,能夠添加到導電銀膠基體中形成導電通路。導電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物

應用領域

(1)導電銀膠粘劑用于微電子裝配,包括細導線與印刷線路、電鍍底闆、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接,粘接導線與管座,粘接元件與穿過印刷線路的平面孔,粘接波導調諧以及孔修補。

(2)導電銀膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時耐受能力的點焊。導電銀膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶,其主要應用範圍如:電話和移動通信系統;廣播、電視、計算機等行業;汽車工業;醫用設備;解決電磁兼容(EMC)等方面。

(3)導電銀膠粘劑的另一應用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接。導電銀膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當焊接溫度不利時導電銀膠粘劑的又一用途。

(4)導電銀膠粘劑能形成足夠強度的接頭,因此,可以用作結構膠粘劑。

應用前景

我國電子産業正大量引進和開發SMT生産線,導電銀膠在我國必然有廣闊的應用前景。但我國在這方面的研究起步較晚,所需用的高性能導電銀膠主要依賴進口,因此必須大力加強粘接溫度和固化時間、粘接壓力、粒子含量等因素導電銀膠可靠性的影響的研究和應用開發,制備出新型的導電銀膠,以提高我國電子産品封裝業的國際競争力。

出自:

《電子電器用膠黏劑》,肖衛東等編。化學工業出版社。中國版本圖書館CIP數據核字(2004)第019016号

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