[发明专利]一种低卤高导电性单组份银导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种低卤高导电性单组份银导电胶及其制备方法。具体说就是以银粉为导电填料，适合中温固化的各项同性导电胶粘剂；主要应用范围涉及LED、石英谐振器、片式元器件粘结以及微电子组装等领域。

背景技术

电子元件向微型化的方向发展，带来了一系列材料及工艺问题。传统的Pb/Sn焊料是印刷线路板上基本的连接材料，SMT中常用的也是这种材料。随着电子产品向小型化、便携化方向发展，器件集成度的不断提高，迫切需要开发新型连接材料。银导电胶可以选择适宜的固化温度进行粘接，这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。同时，由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展，铅锡焊接的0.65mm的最小节距远远满足不了导电连接的实际需求，而银导电胶可以制成浆料，实现很高的线分辨率。而且银导电胶工艺简单，易于操作，可提高生产效率，也避免了锡铅焊料中重金属铅引起的环境污染。

银导电胶作为一种新型复合材料，具有环境友好、高的线分辨率、节能降耗等优点。其应用范围涉及集成电路(IC)芯片、印刷线路板组件(PCBA)、智能卡、射频识别等电子元件和组件的封装和粘接。随着铅锡焊料的禁用和电子封装的进一步小型化，有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势。

目前商品化的银导电胶仍有几项技术有待提高，例如改善导电性的关键技术、改善粘接强度与耐热性的匹配技术和提高贮存性能的工艺技术等。

发明内容

鉴于上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种低卤高导电性单组份银导电胶，其原材料及其质量配比为：液态环氧树脂：10～15％，稀释剂：10～15％，潜伏性固化剂：0.5～1.5％，固化促进剂：0.2～0.8％，微米银粉：50～60％，纳米银粉：10～15％，偶联剂：1～2％，消泡剂：0.5～1％，导电促进剂：0.5～1％，抗老化剂：0.5～1％，储存稳定剂：2～3％。

具体制备过程：将液态环氧树脂、稀释剂等按比例搅拌混合均匀，抽真空脱泡20分钟；然后分别按比例加入潜伏性固化剂、固化促进剂和其他助剂，搅拌均匀；再按比例分批加入微米银粉、纳米银粉，充分混合均匀；用三辊机研磨1～2遍后，离心脱泡。

上述的银导电胶，液态环氧树脂选自双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、环氧丙烯酸树脂、酚醛环氧树脂或者其中几种的混合物，粘度范围：3000～11000mpa.s，环氧值：0.4～0.7；微米银粉选用片状银粉(5～9μm)、银微粉(5～9μm)混合组成，纳米银粉粒径为20～30nm；稀释剂选用叔碳酸缩水甘油酯、乙二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚、二乙二醇乙醚醋酸酯；潜伏性固化剂选用多胺类或其改性物；固化促进剂选用咪唑或其衍生物。

上述的单组份银导电胶，其中偶联剂选用K-570；消泡剂选用磷酸酯类消泡剂；导电促进剂选用多元酸；抗老化剂采用TNP类防老化剂；储存稳定剂选用橡胶-环氧树脂-添加剂复合改性物，粘度8000～13000，环氧当量300～450。

本发明的特点是：在现有技术的基础上，通过添加不同的助剂和采用不同的银粉组合，分别改善银导电胶的导电性、剪切强度、耐热性能和抗老化试验；保证常温储存和运输的情况下，银导电胶不会出现沉降、分层或变色。

1、通过选择适合树脂的组合、偶联剂、消泡剂的加入以增加体系的固化收缩率；改善了填充粒子与树脂间的相互作用，提高了界面结合强度，提高了银导电胶的剪切强度，而且实现低卤。

2、用短链二元酸在固化过程去除金属填充物表面的润滑剂，增加体系的电导率和机械性能。

3、采用纳米级与微米级银粉相互填充的方式，颗粒间实现了片与片、点与点、片与点几种接触形式，提高银导电胶的导电性能和减少银粉添加量。

4、选用一种特殊的储存稳定剂，保证导电胶在常温储存过程中的沉降和变色，同时提高了产品的机械性能和工艺适应性。

5、抗老化剂的加入，减缓了银导电胶中高分子的老化过程，保证银导电胶通过可靠性试验。改进后的银导电胶，卤素含量＜200ppm，在常温和-5℃条件下储存期分别为6个月和8个月，具体技术参数如下表1：