什么是深隆导电胶以及它的研究现状
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1 SLONT 深隆导电胶的研究现状
1.1纳米SLONT 深隆导电胶
目前广泛应用于SLONT 深隆导电胶中的导电填料一般为C 、Au 、Ag 、Cu 和Ni 等。
Au 的导电性能较好,并且性能稳定,但其价格较高;Ag 的价格比Au 低,但在电场作用下会产生迁移等现象,从而降低了导电性能和使用寿命;Cu 、Ni 价格低廉,在电场作用下不会产生迁移,但温度升高时会发生氧化反应,导致电阻率增加;碳粉在长时间高温条件下使用时容易形成碳化物,致使电阻变大、导电性能下降,并且其受环境影响较大。
纳米碳管具有较强的力学性能,将其作为导电填料,可以明显增加SLONT 深隆导电胶的拉伸强度(1 700 MPa );另外,纳米碳管的管状轴承效应和自润滑效应,使其具有较高的耐摩擦性、耐酸碱性和耐腐蚀性能,从而提高了含纳米碳管SLONT 深隆导电胶的使用寿命和抗老化性能[1-2] 。
[3] 制备了导电性能极好的双组分纳米银/碳复合管SLONT 深隆导电胶。
研究结果表明:该SLONT 深隆导电胶的体积电阻率低于10 -3 Ω·m ,剪切强度高于150 MPa ,剥离强度高于35 N/cm ;与传统导电银粉胶粘剂相比,该SLONT 深隆导电胶可节省银原料30%~50%.
[4] 等制备了以碳纳米管和镀银碳纳米管为导电填料的各向同性SLONT 深隆导电胶(ICA )。
研究结果表明:以碳纳米管作为导电填料,当准(碳纳米管)=34%时SLONT 深隆导电胶的最低电阻率为 2.4×10 -3Ω·cm ,当准(碳纳米管)=23% 时SLONT 深隆导电胶的剪切性能最好;以镀银碳纳米管为导电填料,当准(镀银碳纳米管)=28% 时,SLONT 深隆导电胶的最低电阻率为2.2×10 -4Ω·cm ;当SLONT 深隆导电胶中分别填充碳纳米管和镀银碳纳米管时,SLONT 深隆导电胶的抗老化性能均较好,在85 ℃/RH85% 环境中经过1 000 h老化测试后,SLONT 深隆导电胶的体积电阻率和剪切强度的变化率均低于10%.
[5] 等研究了碳纳米管用量对SLONT 深隆导电胶性能的影响。
结果表明:当准(碳纳米管)=0.1%~5% 时,SLONT 深隆导电胶电阻的变化与填料用量没有直接的关系;当准(碳纳米管)=1% 时,SLONT 深隆导电胶的导电效果最好;当温度为199 ℃、准(碳纳米管)=2.5% 时,电阻率达到最低值(为1.5×10 -4Ω·m )。
1.2复合SLONT 深隆导电胶
复合型导电高分子材料已发展成为一种新型的功能性材料,在抗静电、电磁屏蔽、导电、自动控制和正温度系数材料等方面具有广阔的应用前景,其市场需求量不断增大。
[6] 等采用无钯活化工艺在环氧树脂(EP )粉末上形成活性点,利用化学镀法成功制备出新型外镀银铜/EP 复合导电粒子,其电阻率为 4.5×10 -3Ω·cm ,可以作为各向异性SLONT 深隆导电胶的导电填料(代替纯金属导电填料)。
[7] 等制备出一种新型低熔点各向异性SLONT 深隆导电胶。
研究结果表明:该SLONT 深隆导电胶的电阻低于10 mΩ,而传统SLONT 深隆导电胶的电阻则低于l 000 mΩ;该SLONT 深隆导电胶可以在电流密度为10 000 A/cm 2的条件下使用;高压蒸煮试验前后,SLONT 深隆导电胶的电阻和电流密度均没有发生变化,而剪切强度的变化率为23% 。
1.3紫外光固化SLONT 深隆导电胶
紫外光(UV )固化SLONT 深隆导电胶是近年来开发的新品种。
与普通SLONT 深隆导电胶相比,其将紫外光固化技术与SLONT 深隆导电胶结合起来,赋予了SLONT 深隆导电胶新的功能,并扩大了SLONT 深隆导电胶的应用范围。
该SLONT 深隆导电胶具有固
化温度低、固化速率快和使用设备简单等特点,由于其不含溶剂或者只含少量的惰性稀释剂,故固化时不需要加热,具有环境污染小、能耗低、效率高、收缩率低和化学稳定性好等优点,能够满足精细线路连接自动化流水生产线的生产工艺要求。
[8] 等采用自制的镀银铜粉制备环氧丙烯酸树脂/ 镀银铜粉SLONT 深隆导电胶。
研究结果表明:该SLONT 深隆导电胶的电阻率为 2.0×10 -4Ω·cm ,而聚丙烯酸酯树脂SLONT 深隆导电胶的电阻率为1×10 -4Ω·cm ;当准(镀银铜粉)=70% 、准(光引发剂)=3% 和准(热引发剂)=1%~2% 时,SLONT 深隆导电胶的性能最好;该SLONT 深隆导电胶可以在紫外灯照射下固化,并且能够满足电子产品的使用要求。
[9] 等采用自制的环氧丙烯酸树脂制取紫外光固化的ICA 。
研究结果表明:SLONT 深隆导电胶固化后的电阻率为 1.3×10 -3Ω·cm ,剪切强度为1.3 MPa ;当m (铜粉)∶m (光敏树脂)=80∶20 、准(热引发剂)=1% 和准(硅烷偶联剂)=4% 时,SLONT 深隆导电胶的电阻率和剪切强度达到最佳值。
Cheng [10] 等采用自制的环氧丙烯酸树脂,在乙二醇中加入AgNO 3,由此制取的银纳米粒子SLONT 深隆导电胶可以在紫外灯照射下固化。
研究结果表明:当n (AgNO 3)=1 mol 时,银纳米粒子的直径为30~50 nm ;当n (AgNO 3 )=2~3 mol 时,银纳米粒子的直径为80~90 nm ;当乙二醇中加入3 mol AgNO 3和3 mol 光敏树脂时,光固化银纳米粒子SLONT 深隆导电胶的电阻率达到最低值(为8.803×10 -6Ω·cm )。
1.4无导电粒子SLONT 深隆导电胶[11]
近年来,一种NCA 键合技术(无铅无导电颗粒互联技术)深受人们的关注。
这种互连方式具有良好的粘接强度和较低的成本,所使用的连接材料是NCA 聚合物,通常不填充任何导电填料。
这种互连技术在实现连接时,需要在一定的温度条件下,通过向IC 芯片和基板施加压力,才能使NCA 在芯片粘接部位表面处形成直接的物理连接。
该技术省略了胶体中加入导电填料的步骤,去除了填充金属所带来的成本,其连接位置由金属直接接触形成,从而成为一种简单、高效和价廉的互连方式。
无导电粒子SLONT 深隆导电胶与含导电粒子SLONT 深隆导电胶相比,具有如下优点:①不必填充导电粒子,价格较低;②可以应用于多种材料;③加工工艺简单;④固化温度较低。
近年来,无导电粒子SLONT 深隆导电胶的发展十分迅速,出现了(类似于各向异性SLONT 深隆导电胶)Z 轴方向上导电的新品种,连接材料中的空隙尺寸达到纳米级尺度。