[发明专利]一种改性导电填料、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种改性导电填料、其制备方法与应用。所述改性导电填料包括微米级金属粉，所述微米级金属粉表面的至少部分有机润滑剂被移除及至少部分金属氧化物被转变为原位生成的小尺寸金属粒子。所述制备方法包括：对微米级金属粉进行高温短时间热处理，使所述微米级金属粉表面的至少部分金属氧化物被热分解并原位生成小尺寸金属粒子及至少部分的有机润滑剂被烧蚀移除，所述高温短时间热处理的温度为600～800℃，时间为5～10s。本发明通过高温短时间热处理将微米级金属粉表面的氧化物热分解成小尺寸金属粒子而填充于填料之间的间隙，同时通过烧蚀部分移除有机润滑剂，可以有效改善导电填料之间的连接关系，从而大幅提高导电填料及导电胶的导电性能。

技术领域

本发明涉及一种导电填料，具体涉及一种具有良好导电性能的改性导电填料、其制备方法与应用，属于导电填料制备技术领域。

背景技术

随着电子工业的快速发展，电子器件趋向于小型化、微型化、集成化，对互联材料的要求也越来越高，传统的互联材料(含铅焊料)不能满足这种趋势，鉴于其线分辨率低、实施温度高(200℃)、对环境损害大等。导电胶作为新型的导电连接材料，主要由树脂基体、导电粒子、分散添加剂和助剂等组成，是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使填料粒子形成导电通道。导电胶与传统的含铅焊料相比，它不含铅元素，具有环境友好、使用温度低(甚至在室温下即可使用)、粘度可控、线分辨率高、工艺简单、加工条件温和等优点，有望在电子封装领域作为含铅焊料的替代品。然而相对于传统的含铅焊料，导电胶仍然存在一些不足，比如导电性要比含铅焊料的导电性要低一个数量级，且接触电阻不稳定等问题，这是制约着导电胶作为电子封装材料的主要障碍。因此，研制导电性能优良的导电胶粘剂成为人们研究的焦点。

导电胶主要由基体树脂和导电填料两大部分组成。其中，导电填料常用的主要是金属粉末Ag、Cu、Ni等，鉴于金属粉末较低的本征电阻率(Ag：1.62×10^-6Ω·cm，Cu：5.92×10^-6Ω·cm，Ni 7.234×10^-6Ω·cm)。金属填料导电胶的电阻率与金属表面的形态具有很大的关系，微米金属填料在加工过程中会加入一些有机润滑剂，这有利于导电填料在聚合物中的分散，减少导电胶的粘度并方便导电胶的实施，但是这层润滑剂为绝缘的，它的存在会使填料间的接触变为金属-润滑剂-金属，这样就增加了电流通过导电填料的阻力；同时导电填料在存放的过程中不可避免会发生氧化反应，导致导电填料表面形成一层氧化层，这也增加了电流通过时的阻力。这些问题限制了金属填料在导电领域的应用，因此研发一种成本低、方法简单有效且导电性能优异的导电胶成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种改性导电填料、其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种改性导电填料，包括微米级金属粉，所述微米级金属粉表面的至少部分有机润滑剂被移除及至少部分金属氧化物被转变为原位生成的小尺寸金属粒子。

作为优选方案之一，余留于所述微米级金属粉表面的金属氧化物的质量与所述微米级金属粉的质量之比小于5：95。

优选的，余留于所述微米级金属粉表面的有机润滑剂的质量与所述微米级金属粉的质量之比小于1：99。

进一步的，原位生成于微米级金属粉表面的小尺寸金属粒子的质量与所述微米级金属粉的质量之比为1：99～10：90。

进一步的，所述小尺寸金属粒子的粒径为20～400nm。

优选的，所述微米级金属粉的材质包括银、铜、镍和银包铜中的任意一种或两种以上的组合。

进一步的，所述微米级金属粉的粒径为2～10μm。