[发明专利]一种纳米氧化物掺杂压电复合材料用低温导电银胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种纳米氧化物掺杂压电复合材料用低温导电银胶及其制备方法和应用。该导电银胶按照重量份包含：基础树脂20～40，导电填料50～80，溶剂5～20；所述基础树脂按照重量份包含：环氧树脂100、固化剂40～60。所述基础树脂按照重量份还包含：固化催化剂8～20、增韧剂8～15、偶联剂8～15、分散剂8～15。所述导电银胶进一步还含有0～15重量份的纳米金属氧化物作为掺杂物。本发明制备工艺简单，流动性好，容易涂布，对复合材料进行表面金属化处理时，使用方便快捷，固化时间短，固化温度低，固化后电极层体积电阻率低，导电性好，能够焊接引线，且焊接引线后焊点强度高，不易掉落，可靠性好。

技术领域

本发明涉及一种纳米氧化物掺杂压电复合材料用低温导电银胶及其制备方法和应用，属于电子材料领域。

背景技术

水声换能器已经普遍应用在工业、农业、医疗等领域。压电复合材料是由有机高分子聚合物和压电陶瓷复合而成的具有压电效应的新材料，以机电耦合系数高、声阻抗低，带宽大等优点成为水声换能器振子的核心功能材料。但压电复合材料属于绝缘材料，将其用于水声换能器时，必须要对其表面进行金属化处理，焊接引线，才能实际应用。导电银胶同时具有导电性和粘接性，涂膜工艺简单，因此成为实现复合材料表面金属化的理想选择。但是，目前对导电银胶的研究大多集中在导电性能、力学性能、固化机制三个方面上，而对导电银胶焊点强度很少有研究。将现有的导电银胶用于压电复合材料上时，一方面，压电复合材料在高温下会变形、开裂而损坏，因此导电银胶固化温度不能过高；另一方面，导电银胶涂布固化后很难焊接引线，生产效率低，且焊接后焊点强度较差，导致实际应用时焊点脱落，产品失效，可靠性差。

纳米氧化物材料具有量子尺寸效应、表面效应、隧道效应，表面活性均很高，容易粘附于银晶粒上，抑制银晶粒生长，同时改变导电银胶微观组织。将其掺杂于导电银胶中能够通过改变载流子浓度和载流子迁移率来改变胶体导电性；通过改变胶体组织的细化程度增强胶体焊点强度。为解决上述问题，将纳米氧化物材料掺杂于导电银胶中，研发一种能够低温固化且导电性能好、焊点强度高的导电银胶为压电复合材料表面金属化所用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的导电银胶应用于压电复合材料表面金属化处理后，引线难以焊接且焊点强度弱的缺陷，从而提供一种能够低温短时固化，容易焊接引线且焊点强度高的导电银胶以及其制备方法和应用，适用于压电复合材料表面导电处理。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种压电复合材料用低温导电银胶，按照重量(质量)份含有以下成分：基础树脂20～40份，导电填料50～80份，溶剂5～20份；所述基础树脂含有以下成分：环氧树脂100份、固化剂40～60份。本发明中环氧树脂、固化剂、导电填料、溶剂为必须添加的成分。

进一步地，所述导电银胶还含有掺杂物0～15(重量份)。所述掺杂物为纳米金属氧化物ZnO、MgO、CaO、CuO、Fe₂O₃、Al₂O₃等中的一种或多种混合物。纳米金属氧化物能够粘附于银晶粒上，抑制银晶粒生长，同时能够钉扎于晶界处，改变导电银胶微观组织，大大提高导电银胶的导电性和焊点强度。

进一步地，所述基础树脂还含有以下成分(重量份)：固化催化剂8～20份、增韧剂8～15份、偶联剂8～15份、分散剂8～15份。

进一步地，所述的环氧树脂可选用双酚A型环氧树脂，四缩水甘油胺型环氧树脂等中的一种或者若干种的混合物，所述的双酚A型环氧树脂可采用双酚A环氧树脂E-51，环氧值为0.51mol/100g。所述四缩水甘油胺型环氧树脂可采用4,4'-二氨基二苯甲烷环氧树脂AG-80，环氧值为0.75～0.85mol/100g。

进一步地，所述的固化剂可选用脂肪多元胺中的一种，所述的脂肪多元胺可选用乙二胺EDA，二乙烯三胺DETA，三乙烯四胺TETA，四乙烯五胺TEPA的中一种或几种。