導(dǎo)電銀膠

導(dǎo)電銀膠種類

導(dǎo)電銀膠種類很多, 按導(dǎo)電方向分為各向同性導(dǎo)電銀膠（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向異性導(dǎo)電銀膠（ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives）.ICA是指各個(gè)方向均導(dǎo)電的膠黏劑, 可廣泛用于多種電子領(lǐng)域；ACA則指在一個(gè)方向上如Z方向?qū)щ? 而在X和Y方向不導(dǎo)電的膠黏劑.一般來說ACA的制備對設(shè)備和工藝要求較高, 比較不容易實(shí)現(xiàn), 較多用于板的精細(xì)印刷等場合, 如平板顯示器（FPDs）中的板的印刷 .

按照固化體系導(dǎo)電銀膠又可分為室溫固化導(dǎo)電銀膠、中溫固化導(dǎo)電銀膠、高溫固化導(dǎo)電銀膠、紫外光固化導(dǎo)電銀膠等.室溫固化導(dǎo)電銀膠較不穩(wěn)定, 室溫儲(chǔ)存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化.高溫導(dǎo)電銀膠高溫固化時(shí)金屬粒子易氧化, 固化時(shí)間要求必須較短才能滿足導(dǎo)電銀膠的要求.國內(nèi)外應(yīng)用較多的是中溫固化導(dǎo)電銀膠（低于150℃）, 其固化溫度適中, 與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配, 力學(xué)性能也較優(yōu)異, 所以應(yīng)用較廣泛.紫外光固化導(dǎo)電銀膠將紫外光固化技術(shù)和導(dǎo)電銀膠結(jié)合起來, 賦予了導(dǎo)電銀膠新的性能并擴(kuò)大了導(dǎo)電銀膠的應(yīng)用范圍, 可用于液晶顯示電致發(fā)光等電子顯示技術(shù)上, 國外從上世紀(jì)九十年代開始研究, 我國也開始研究.

導(dǎo)電銀膠組成

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

填料型導(dǎo)電銀膠的樹脂基體, 原則上講, 可以采用各種膠勃?jiǎng)╊愋偷臉渲w, 常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系.這些膠黏劑在固化后形成了導(dǎo)電銀膠的分子骨架結(jié)構(gòu), 提供了力學(xué)性能和粘接性能保障, 并使導(dǎo)電填料粒子形成通道.由于環(huán)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(shè)計(jì)性能, 環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電銀膠占主導(dǎo)地位.

導(dǎo)電銀膠要求導(dǎo)電粒子本身要有良好的導(dǎo)電性能粒徑要在合適的范圍內(nèi), 能夠添加到導(dǎo)電銀膠基體中形成導(dǎo)電通路.導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導(dǎo)電化合物

（1）導(dǎo)電銀膠粘劑用于微電子裝配,包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接,粘接導(dǎo)線與管座,粘接元件與穿過印刷線路的平面孔,粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ).

（2）導(dǎo)電銀膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊.導(dǎo)電銀膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶,其主要應(yīng)用范圍如：電話和移動(dòng)通信系統(tǒng)；廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè)；汽車工業(yè)；醫(yī)用設(shè)備；解決電磁兼容(EMC)等方面.

（3） 導(dǎo)電銀膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接.導(dǎo)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(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電銀膠粘劑的又一用途.

（4）導(dǎo)電銀膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭,因此,可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑.

由于導(dǎo)電銀膠的基體樹脂是一種膠黏劑, 可以選擇適宜的固化溫度進(jìn)行粘接, 如環(huán)氧樹脂膠黏劑可以在室溫至150℃ 固化, 遠(yuǎn)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(dǎo)致的材料變形、電子器件的熱損傷和內(nèi)應(yīng)力的形成.同時(shí), 由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展, 鉛錫焊接的0.65mm的最小節(jié)距遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了導(dǎo)電連接的實(shí)際需求, 而導(dǎo)電銀膠可以制成漿料, 實(shí)現(xiàn)很高的線分辨率.而且導(dǎo)電銀膠工藝簡單, 易于操作, 可提高生產(chǎn)效率, 也避免了錫鉛焊料中重金屬鉛引起的環(huán)境污染.所以導(dǎo)電銀膠是替代鉛錫焊接, 實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接的理想選擇.

導(dǎo)電銀膠已廣泛應(yīng)用于液晶顯示屏（LCD）、發(fā)光二極管（LED）、集成電路(IC)芯片、印刷線路板組件(PCBA)、點(diǎn)陣塊、陶瓷電容、薄膜開關(guān)、智能卡、射頻識(shí)別等電子元件和組件的封裝和粘接, 有逐步取代傳統(tǒng)的錫焊焊接的趨勢.

在導(dǎo)電銀膠各組份基本確定的情況下,通常采用兩步法制備導(dǎo)電銀膠。

第一步基體樹脂制備:試驗(yàn)室用電子天平以一定比例稱取一定量的環(huán)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(jìn)行充分的研磨和混合,研磨時(shí)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產(chǎn)物的性能完全能夠滿足商用導(dǎo)電銀膠的要求,導(dǎo)電銀膠中的銀粉的填加量對導(dǎo)電銀膠性能的影響將最終決定導(dǎo)電銀膠能否商業(yè)化的最重要的因素。已有學(xué)者對導(dǎo)電銀粉的填加量作過深入的研究,通常認(rèn)為導(dǎo)電銀粉的填加量低于70%其所得固化產(chǎn)物導(dǎo)電性能較差不能滿足商業(yè)化的要求,但銀粉的填加量超過80%則固化產(chǎn)物的剪切強(qiáng)度變差亦不能滿足商業(yè)化的要求?；谝陨峡紤],本論文制備銀粉含量為70%、75%及80%的三種導(dǎo)電銀膠,對其性能進(jìn)行全面考察,以最終確定適合作LED封裝用的導(dǎo)電銀膠的最佳銀粉含量。

第二步導(dǎo)電銀膠制備:取一定量的樹脂基體加入部分已經(jīng)混合好的片狀銀粉BAgF一20及粒狀銀粉sAg一ZA進(jìn)行研磨,直到銀粉全部與樹脂基體混合均勻后再加入適量的銀粉,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(dǎo)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(dǎo)電銀膠;銀粉全部加完后再研磨30分鐘以上,直到銀粉和樹脂基第2章導(dǎo)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(dǎo)電銀膠進(jìn)行性能測試。

我國電子產(chǎn)業(yè)正大量引進(jìn)和開發(fā)SMT 生產(chǎn)線, 導(dǎo)電銀膠在我國必然有廣闊的應(yīng)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(dǎo)電銀膠主要依賴進(jìn)口, 因此必須大力加強(qiáng)粘接溫度和固化時(shí)間、粘接壓力、粒子含量等因素導(dǎo)電銀膠可靠性的影響的研究和應(yīng)用開發(fā), 制備出新型的導(dǎo)電銀膠, 以提高我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競爭力.

出自：

《電子電器用膠黏劑》,肖衛(wèi)東等編.化學(xué)工業(yè)出版社.中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字（2004）第019016號

低溫導(dǎo)電銀膠導(dǎo)電銀膠的分類

導(dǎo)電銀膠種類很多, 按導(dǎo)電方向分為各向同性導(dǎo)電銀膠（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向異性導(dǎo)電銀膠（ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives）.ICA是指各個(gè)方向均導(dǎo)電的膠黏劑, 可廣泛用于多種電子領(lǐng)域；ACA則指在一個(gè)方向上如Z方向?qū)щ? 而在X和Y方向不導(dǎo)電的膠黏劑.一般來說ACA的制備對設(shè)備和工藝要求較高, 比較不容易實(shí)現(xiàn), 較多用于板的精細(xì)印刷等場合, 如平板顯示器（FPDs）中的板的印刷 .

按照固化體系導(dǎo)電銀膠又可分為室溫固化導(dǎo)電銀膠、低溫導(dǎo)電銀膠、中溫固化導(dǎo)電銀膠、高溫固化導(dǎo)電銀膠、紫外光固化導(dǎo)電銀膠等.室溫固化導(dǎo)電銀膠較不穩(wěn)定, 室溫儲(chǔ)存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化.高溫導(dǎo)電銀膠高溫固化時(shí)金屬粒子易氧化, 固化時(shí)間要求必須較短才能滿足導(dǎo)電銀膠的要求.目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的是中溫固化導(dǎo)電銀膠（低于150℃）, 其固化溫度適中, 與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配, 力學(xué)性能也較優(yōu)異, 所以應(yīng)用較廣泛.紫外光固化導(dǎo)電銀膠將紫外光固化技術(shù)和導(dǎo)電銀膠結(jié)合起來, 賦予了導(dǎo)電銀膠新的性能并擴(kuò)大了導(dǎo)電銀膠的應(yīng)用范圍, 可用于液晶顯示電致發(fā)光等電子顯示技術(shù)上, 國外從上世紀(jì)九十年代開始研究, 我國近年也開始研究.

低溫導(dǎo)電銀膠導(dǎo)電銀膠的組成

導(dǎo)電銀膠主要由樹脂基體、導(dǎo)電粒子和分散添加劑、助劑等組成.目前市場上使用的導(dǎo)電銀膠大都是填料型.

填料型導(dǎo)電銀膠的樹脂基體, 原則上講, 可以采用各種膠勃?jiǎng)╊愋偷臉渲w, 常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系.這些膠黏劑在固化后形成了導(dǎo)電銀膠的分子骨架結(jié)構(gòu), 提供了力學(xué)性能和粘接性能保障, 并使導(dǎo)電填料粒子形成通道.由于環(huán)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(shè)計(jì)性能, 目前環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電銀膠占主導(dǎo)地位.

導(dǎo)電銀膠要求導(dǎo)電粒子本身要有良好的導(dǎo)電性能粒徑要在合適的范圍內(nèi), 能夠添加到導(dǎo)電銀膠基體中形成導(dǎo)電通路.導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導(dǎo)電化合物

（1）導(dǎo)電銀膠粘劑用于微電子裝配,包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接,粘接導(dǎo)線與管座,粘接元件與穿過印刷線路的平面孔,粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ).

（2）導(dǎo)電銀膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊.導(dǎo)電銀膠粘劑作為錫鉛焊料的替代品,其主要應(yīng)用范圍如：電話和移動(dòng)通信系統(tǒng)；廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè)；汽車工業(yè)；醫(yī)用設(shè)備；解決電磁兼容(EMC)等方面.

（3） 導(dǎo)電銀膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接.導(dǎo)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(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電銀膠粘劑的又一用途.

（4）導(dǎo)電銀膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭,因此,可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑.