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導(dǎo)電銀漿是一種復(fù)合型導(dǎo)電高分子聚合材料,它是由金屬導(dǎo)電銀粉、基料樹脂、溶劑和助劑組成的一種機(jī)械混合物漿料。
高溫導(dǎo)電銀漿具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,且性能穩(wěn)定,是電子領(lǐng)域、微電子技術(shù)中重要的基礎(chǔ)材料之一。它廣泛應(yīng)用于集成電路石英晶體電子元器件、厚膜電路表面組裝、儀器儀表等領(lǐng)域。
構(gòu)成銀導(dǎo)體漿料的三類別需要不同類別的銀粉或組合作為導(dǎo)電填料,甚至每一類別中的不同配方需要不同的銀粉作為導(dǎo)電功能材料,目的是在確定的配方或成膜工藝下,用最少的銀粉實(shí)現(xiàn)銀導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的更大利用,關(guān)系到膜層性能的優(yōu)化及成本。
聚合物的導(dǎo)電性主要是由導(dǎo)電填料銀粉決定的,銀粉的用量是導(dǎo)電銀漿導(dǎo)電性能的決定因素。銀粉含量對導(dǎo)電銀漿的體積電阻率的影響在許多實(shí)驗(yàn)中可以給出,結(jié)論是,銀粉的含量在70%~80%為更佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)律。這是因?yàn)殂y粉含量較少時(shí),粒子之間相互接觸的幾率小,導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)不易形成;當(dāng)含量過大時(shí),雖然粒子接觸的幾率大,但樹脂的含量相對較少,連接銀粒子的樹脂粘接效果相應(yīng)下降從而使得粒子間相互接觸的機(jī)會(huì)減少,導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也差。從而電阻率也大,且導(dǎo)電漿料的粘接性也較差,當(dāng)填料含量達(dá)到適量時(shí),形成網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電性更好電阻率最小,導(dǎo)電率更大。
導(dǎo)電銀漿參考配方一:
成 份 | 質(zhì)量百分比 | 成份說明 |
銀粉 | 75-82% | 導(dǎo)電填料 |
雙酚A型環(huán)氧樹脂 | 8-12% | 樹脂 |
酸酐類固化劑 | 1-3% | 固化劑 |
甲基咪唑 | 0-1% | 促進(jìn)劑 |
乙酸丁酯 | 4-6% | 非活性稀釋劑 |
活性稀釋劑692 | 1-2% | 活性稀釋劑 |
鈦酸四乙酯 | 0-1% | 附著力促進(jìn)劑 |
聚酰胺蠟 | 0-1% | 防沉降劑 |
導(dǎo)電銀漿參考配方二:導(dǎo)電銀粉、E-44環(huán)氧樹脂、四氫呋喃、聚乙二醇
銀粉:70%-80%
環(huán)氧樹脂:四氫呋喃質(zhì)量比為1:(2-3)
環(huán)氧樹脂∶ 固化劑質(zhì)量比為 1.0∶(0.2~0.3)
環(huán)氧樹脂∶ 聚乙二醇的質(zhì)量比為 1.00 ∶(0.05-0.10)
高沸點(diǎn)溶劑: 丁基溶酐乙酸酯, 二乙二醇丁醚醋酸酯, 二甘醇乙醚醋酸酯,異佛爾酮
固化原理:在環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)中有羥基(〉CH—OH)、醚基(—O—)和極為活潑的環(huán)氧基存在,羥基和醚基有高度的極性,使環(huán)氧分子與相鄰界面產(chǎn)生了較強(qiáng)的分子間作用力,而環(huán)氧基團(tuán)則與介質(zhì)表面(特別是金屬表面)的游離鍵起反應(yīng),形成化學(xué)鍵。因而,環(huán)氧樹脂具有很高的黏合力,用途很廣,商業(yè)上被稱作“萬能膠“。此外,環(huán)氧樹脂還可做涂料、澆鑄、浸漬及模具等用途。但是,環(huán)氧樹脂在未固化前是呈熱塑性的線型結(jié)構(gòu),使用時(shí)必須加入固化劑,固化劑與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基等反應(yīng),變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子 ,成為不溶且不熔的熱固性成品。環(huán)氧樹脂在固化前相對分子質(zhì)量都不高,只有通過固化才能形成體形高分子。環(huán)氧樹脂的固化要借助固化劑,固化劑的種類很多,主要有多元胺和多元酸,他們的分子中都含有活波氫原子,其中用得最多的是液態(tài)多元胺類,如二亞乙基三胺和三乙胺等。環(huán)氧樹脂在室溫下固化時(shí),還常常需要加些促進(jìn)劑(如多元硫醇),以達(dá)到快速固化的效果。 固化劑的選擇與環(huán)氧樹脂的固化溫度有關(guān),在通常溫度下固化一般用多元胺和多元硫胺等,而在較高溫度下固化一般選用酸酐和多元酸為固化劑。不同的固化劑,其交聯(lián)反應(yīng)也不同。
低溫常溫固化導(dǎo)電銀膠主要應(yīng)用:具有固化溫度低,粘接強(qiáng)度極高、電性能穩(wěn)定、適合絲網(wǎng)印刷等特點(diǎn)。適用于常溫固化焊接場合的導(dǎo)電導(dǎo)熱粘接,如石英晶體、紅外熱釋電探測器、壓電陶瓷、電位器、閃光燈管以及屏蔽、電路修補(bǔ)等,也可用于無線電儀器儀表工業(yè)作導(dǎo)電粘接;也可以代替錫膏實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電粘接。
固化劑:酸酐類如順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐,甲基咪唑等。
固化劑用量:固化劑用量少,固化時(shí)間會(huì)極大地延長甚至很難固化;固化劑用量過多會(huì)影響銀漿的導(dǎo)電性且不利于操作。
環(huán)氧樹脂稀釋劑:主要分反應(yīng)型稀釋劑(即活性稀釋劑,如501, 622, 669,690, 692,X-632, X-652, D-691等)和非反應(yīng)型稀釋劑(即非活性稀釋劑,如丙酮、無水乙醇、甲苯、二甲苯、苯乙烯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、二甲基甲酰胺、多元醇、苯甲醇。在環(huán)氧與固化劑體系中,如何選取合適的稀釋劑,與配方設(shè)計(jì)者的思路有關(guān),比如考慮到:成本、稀釋效果、氣味、體系硬度、體系耐溫等,從而選取不同的稀釋劑。
稀釋劑用量:稀釋劑用量過小,對樹脂的溶解速度慢且易使?jié){料黏性偏大;稀釋劑用量過大,不利于其揮發(fā)和銀漿固化。
聚二乙醇用量:作為活性添加劑的聚乙二醇,只用加入很少量就可以顯著改善銀漿的印刷性質(zhì);而聚乙二醇用量太多會(huì)造成材料浪費(fèi)且會(huì)降低銀漿的導(dǎo)電性。
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