[发明专利]一种银包镍粉导电胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电胶及其制备方法，尤其是涉及一种银包镍粉导电胶及其制备方法，属于导电胶粘剂技术领域。 

背景技术

随着电子技术、半导体工业等领域的发展和环保意识的增强，传统的含铅电子组装材料已不能满足电子器件、芯片连接的需要。近年来，由于含锡铅的焊料在欧洲和其他地区被禁止使用，出现了无铅焊料等新兴绿色技术。铅锡焊膏和无铅焊料的回流焊工艺一般需要220 ℃~240 ℃的焊接温度，高温以及由此产生的热应力也会损伤器件和基板。导电胶作为一种无铅、绿色的新型电子材料，在电子工业中使用越来越广泛。与金属焊料相比，导电胶有许多优点，比如具有环境友好(不含铅)、加工条件温和、加工步骤较少(降低加工、制造成本)等方面具有优势，特别是用小粒子形成的纳米导电胶具有细距连接、布线能力。导电胶在很多领域得到了广泛应用，例如IC的导电粘接，发光二极管的粘接与导电导热，PCB和FPC电阻电容的组装，触摸屏固定等。然而现在市场上出售的导电胶大多以微米银粉、铜粉导电胶为主。由于银粉导电胶价格昂贵，铜粉导电胶易氧化，因此迫切需要研制一种低成本、高性能的新型导电胶。 

导电胶通常由导电填料、树脂、固化剂、溶剂等组成，导电填料提供电性能，树脂提供物理和机械性能。导电胶用的导电填料有金属(金、银、铜等)、碳、金属氧化物、导电高分子等几类。金属导电胶电阻率较低，性能最好的是金(Au)粉导电胶，但价格昂贵；银(Ag)电导率高，抗氧化性好、性能稳定，Ag粉的价格相对较低，但在电场作用下Ag⁺会产生电迁移现象，使导电性降低，影响使用寿命。Cu粉价格低廉，在电场下不会产生迁移。但是Cu粉的化学性质较为活泼，容易发生氧化，造成导电胶电阻升高，给铜粉导电胶的应用带来了困难。一般认为，加速老化实验前后的电阻率变化低于20％就可以认为是稳定的。 

为了克服铜粉容易被氧化的问题，中国发明201210304705.3公开了一种镀银铜粉/环氧树脂导电胶的制备方法，采用导电性良好的镀银铜粉为导电填料，并辅银盐，促进剂，固化剂、稀释剂等，原位在体系中生成了小粒径的纳米银，使得配制的导电胶导电性能良好，但是该方法存在反应条件较为复杂，反应时间长等缺点。 

中国发明专利200910170484.3公开了一种纳米导电胶，所述导电胶为微米级银粉、亚微米级银粉、纳米银粉或纳米银线或其中两种、三种或四种混合物，与高分子材料、溶剂和固化剂的均匀混合物。本发明利用三种银粉粒子，和一种纳米银线以特定的大小选择与配比，来制备高导电性能的导电胶，制备的导电胶性能稳定，且具有高流变性。但是，该方法采用以硝酸银为原材料，采用微波反应合成纳米银，反应比较复杂，对银纳米粒子的尺寸、形貌控制比较难。 

中国发明专利200910170494.7公开了一种溶剂型纳米粒子各向异性导电胶。它为10-1000纳米的银纳米粒子和高分子材料和极性溶剂的均匀混合物。本发明所含导电粒子均匀，相比与复合粒子的表面导电，银纳米粒子是整体导电。该发明还提供一种制造溶剂型纳米粒子各向异性导电胶的方法，首先利用微波辅助的方法，制备高浓度的银纳米分散液，将分散液与高分子混合，制备得到高性能各向异性导电胶，所含的粒子均匀，而且制备简单，尤其适合小于5微米的精细线路和芯片封装。 

中国发明专利201010215606.9公开了一种纳米导电胶粘剂，以碳纳米管为模板，经表面化学修饰后在其表面化学镀上一层纳米银，再以获得的复合纳米银线为导电功能体，以环氧树脂为基体制备出了一种导电性优异的导电胶粘剂。该导电胶具有极好的力学性能和耐腐蚀抗氧化性能。但是这个方法工艺较为复杂，而且碳纳米管本身价格较高，无法适应电子行业巨大的应用需求。 

最近也有采用导电高分子等作为导电胶粘剂的组分，以解决导电胶性能不稳定等问题。例如，中国发明200410011262.4了一种聚苯胺导电胶粘剂，属于导电胶粘剂领域。该发明大大提高了产品的防腐性能，用以缓解油、气井生产，管道运输过程中的金属腐蚀，导电聚苯胺作为导电性填料，解决了目前导电胶粘剂采用无机材料存在的成本高、易氧化、易表面脱落等问题。但是，导电高分子如聚苯胺等需要通过掺杂达到较好的电导率，而且其导电性能较低且不稳定，限制了其作为导电胶粘剂在电器和电子装配过程的应用。 

制备工艺方面，常规的导电胶制备工艺通常将导电材料、树脂、固化剂、溶剂等物料全部混合后分散或研磨，生产效率低，难以对导电性、粘接性、粘度等参数进行有效调控；同时，由于研磨分散常常伴有放热过程，容易造成导电胶组分之间相互反应特别是树脂的固化，对导电胶的存储、应用和稳定性极为不利。