[发明专利]高分散型纳米银和高性能导电胶

说明书

技术领域

本发明属于电子材料领域，具体涉及一种导电粘合剂，特别涉及一种高分散型纳米银和一种高性能导电胶。

背景技术

当今世界，科技在不断发展，人们生活水平在不断地提高，电子产品在人类日常学习、工作、生活中扮演着越来越重要的角色。

集成电路(Integrated circuits，简称ICs)几乎是现代电子产品的基础，然而，若没有连接材料(Interconnection Materials)，ICs并不能单独组装成一个完整的电子产品。因为连接材料就是将各个电子元件连接成一个完整电子产品的桥梁，其主要作用是实现电子元件之间信号、能量、光电的传输。

目前应用于电子产品的连接材料主要有三类：(1)含铅材料(Lead-containingsolder alloys)，主要是指铅锡合金(Sn/Pb)；(2)无铅低温共融体，主要有：Sn/Ag，Sn/Zn，Sn/Bi，Sn/Cu，Sn/Ag/Cu；(3)聚合物型导电胶。

含铅型的连接材料，尤其是Sn/Pb合金，是目前应用最为广泛的连接材料，这种连接材料在包括PTH(pin through hole)、SMT(surface mount technology)、ball grid array(BGA)、CSP(chip scale package)and flip-chip technology等技术领域中有着广泛的应用。

铅锡合金型连接材料的价格相对便宜、熔点低、延展性好、疲劳强度高、导电性好、性能稳定，在电子组装中占据着十分重要的地位。但是，铅是多亲和性毒物，主要损害神经系统、血液系统、心血管及消化系统。而且，铅的毒性与年龄密切相关，对儿童的毒害更大，直接危害着儿童的正常生长和发育。

每年，全球有成千上万吨的铅用于制造如手机、电子纸、手提电脑、PDA等电子产品，其中大半部分产品的使用寿命只有2～3年，这些废弃电子产品(电子垃圾)中的铅很难回收，因此这些废弃的电子产品势必会给人类和环境带来严重的铅污染。根据2001年美国地质调查局的调查显示：美国工业界在2000年共消耗掉52400吨铅，其中10％以上的铅是用来生产电子产品的，而大部分产品的使用寿命有限，因此给环境造成了巨大的危害。

2003年2月13日，欧盟正式公布《报废电子电气设备指令》(Waste Electricaland Electronic Equipment，WEEE)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(Restriction of Hazardous Substances，RoHS)。欧盟WEEE指令(欧盟第2002/96/EC号指令)和RoHS指令(欧盟第2002/95/EC号指令)自2003年2月13日起成为欧盟范围内的正式法律。根据WEEE指令，自2005年8月13日起，欧盟市场上流通的电子电气设备的生产商必须在法律意义上承担起支付自己报废产品回收费用的责任。根据RoHS指令，自2006年7月1日起，所有在欧盟市场上出售的电子电气设备必须禁止使用铅、水银、镉、六价铬等重金属，以及聚溴二苯醚(PBDE)和聚溴联苯(PBB)等阻燃剂。而我国则在2007年正式颁布实施《电子信息产品污染控制管理办法》，明确提出在电子领域全面限制或禁止使用铅。因此，含铅型的连接材料(主要是Sn/Pb合金)将逐渐被淘汰。因而，寻找无铅连接材料成为必然。

对于第二类连接材料来讲，目前最有应用前景的无铅低温共融点合金中一般都含有锡，这是因为锡的熔点较(Tm＝232℃左右)、且其价格低廉、易与其他金属共融。目前在商业化应用中最为普遍的是tin/silver(Sn/Ag)Tm＝217℃，tin/silver/copper(Sn/Ag/Cu)Tm＝221℃，但是相对于传统的铅锡合金(Tm＝183℃)来讲，其熔点要高出30～40℃。在微电子工业加工中，较高的加工温度会降低电子元件的稳定性、可靠性、功能性，严重的话还会伤害集成电路上的电子元件及线路。虽然有些价格低廉且熔点更低的合金如：tin/indium(Sn/In，Tm＝120℃)，tin/bismuth(Sn/Bi，Tm＝138℃)，tin/zinc/silver/aluminum/gallium(Sn/Zn/Ag/Al/Ga，Tm＝189℃)等产品的出现，但是这些产品的使用范围有限，其性能也较低。因此无铅低温共融点合金型连接材料，只有在一些特定领域才有应用，目前还无法完全替代传统的铅锡合金。因此，业界人士一致认为，真正可替代铅锡合金、有更强大功能、更有发展前景的还是聚合物型导电胶。