[发明专利]一种低温固化的导电胶及其制备方法

说明书

本发明属于导电胶技术领域，具体涉及一种低温固化的导电胶及其制备方法。本发明低温固化的导电胶包括以下质量分数的组分制备而成：液态金属导电粒子0.1～88％；热固性树脂4～90％；有机酸活化剂0～8％；缓蚀剂0.3～5％；触变剂0.3～5％；溶剂0～10％；固化剂0.2～10％；消泡剂0.1～0.3％；微纳米增强颗粒0～2％。本发明得到的导电胶中的导电粒子粒径小，且导电胶的固化温度低，固化时间短，钢网点胶印刷寿命长，焊点剪切强度高，导热系数高，具有良好的使用性能。

技术领域

本发明属于导电胶技术领域，具体涉及一种低温固化的导电胶及其制备方法。

背景技术

随着微电子与半导体封装技术日益向着轻薄小的微型化发展，电子元器的外引脚间距越来越密集，而由于半导体的摩尔定律走向极限，在后摩尔时代，使得半导体封装也朝着异质化、立体化和集成封装方向发展。在微电子与半导体封装技术，粘接材料具有十分重要的地位，目前最常采用的粘接材料是以锡基钎料为主的软钎焊，但随着柔性电子器件和设备的蓬勃发展，锡基钎料过高的弹性模量和极小的弹性变形极限已完全无法满足要求。

导电胶是一类以一种或多种高分子树脂为基体以实现导电和机械连接作用的混合材料，用于替换传统的软钎焊，在加工工艺、粘接温度、环境友好、粘接强度和粘接间距等方面都具有较好的优势。导电胶分为各向同性导电胶(ICA)和各向异性导电胶(ACF，ACA)，主要成分是聚合物基体与导电填料，其中聚合物基体主要为互连提供机械强度与实现粘接性能，而导电填料主要为导电胶提供电学性能以实现电气互连，常用的聚合物基体可以按照对热的响应行为分为热固性基体与热塑性基体两种，热固性基体包括环氧树脂、氰酸酯、有机硅、聚氨酯等，热塑性基体包括酚醛环氧树脂、马来酰亚胺丙烯酸酯、聚酰亚胺等，常见的导电填充材料有银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、碳(C)等，在这些填料中，银以其高导电性、简单的制备工艺和导电氧化物的优势成为了目前商业导电胶中最常用的填充材料，但是银存在容易与被连接材料之间形成的金属化合物等问题。

在上述基础之上，低熔点的锡基钎料合金(如锡铋合金)作为导电填料应运而生。2009年黄耀鹏在低熔点合金掺杂银粉导电胶的研究中提出，以甲基六氢邻苯二甲酸酐和2-乙基-4-甲基咪唑为固化剂和促进剂，通过选用不同种类环氧树脂、添加不同比例的Sn-Bi低熔点合金粉与SF-01片状银粉混合导电填料、液态端羧基丁腈橡胶增韧剂，在不同的工艺条件下，制备出高电气性能的低熔点合金掺杂银粉导电胶。但是其采用的是锡铋共晶合金，因而其固相线温度都在锡铋共晶合金的共晶温度点138℃以上，无法满足微电子与半导体封装，特别是物联网Iot所要求的Low-K元件低温低负荷封装的需要。同时，大量Bi元素带来的脆性和较低的导热性能，无法满足高新技术发展的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种低温固化的导电胶及其制备方法，本发明导电胶中的导电粒子粒径小，且导电胶的固化温度低，固化时间短，钢网点胶印刷寿命长，焊点剪切强度高，导热系数高，具有良好的使用性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低温固化的导电胶，包括以下质量分数的组分制备而成：

液态金属导电粒子0.1～88％；

热固性树脂4～90％；

有机酸活化剂0～8％；

缓蚀剂0.3～5％；

触变剂0.3～5％；

溶剂0～10％；

固化剂0.2～10％；

消泡剂0.1～0.3％；

微纳米增强颗粒0～2％。

进一步地，所述低温固化的导电胶包括以下质量分数的组分制备而成：