[發明專利]添加短棒狀納米銀粉的導電膠及其制備方法

有效

• 申請號: 200810032397.7
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101215450A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 施利毅;張志浩;代凱;朱惟德;方建慧
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C09J9/02
• 分類號: C09J9/02;C09J163/00;C09J11/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種添加有短棒狀納米銀粉的導電膠及其制備方法，屬微電子封裝用導電膠材料制備工藝技術領域。

背景技術

連接材料是影響組裝技術線分辨率和連接強度的關鍵因素，連接材料抗老化性能的好壞直接影響著電子產品使用性能及應用價值。同時隨著社會的發展，人們的環保意識逐漸提高，也對連接材料的發展提出新的要求，研究開發能托低、環境友好的新材料以取代能托高、對環境害的傳統材料已經引起了人們的高度重視。Sn/Pb焊料作為一種基本連接材料已經在電子封裝行業中沿用多年，但由于其自身的特點限制了在現代電子技術中的應用，如焊料密度大，無法適應現代電子產品向輕便型發展的要求；焊點存在架橋現象，無法實現點間距小于65mm高密度集成電路的引線連接；Sn/Pb焊料存在在著Pb屬于重金屬元素有著很大的毒性，不符合現代社會環保的發展要求；焊料的焊接溫度過高，容易損壞器件和基板。

目前，導電膠和無鉛焊料逐漸成為Sn/Pb焊料替代品。歐盟在2003年2月13日正式通過了WEEE(歐洲議會和歐洲理事會關于電子電氣廢棄物的指令案)指令案，提倡WEEE的循環再利用和以及限制使用有害物質RoHS(歐洲議會和歐洲理事會關于在電子電氣設備中限制使用某些有害物質的指令案)。在RoHS中明確規定，2006年1月1日起全面禁用含鉛化計劃，規定含鉛焊料應用只能延續到2005年底。我國也于2006年2月28日頒布了《電子信息產品生產污染防治管理辦法》，并在2007年3月1日開始正式實施。

相比于焊料來說，導電膠具有以下的優點：①導電膠中由于使用的是金屬粉末導電，連接線分辨率有很大的提高，可以滿足高容量的需求；②導電膠基體是高分子材料，可以用在柔性基板上，熱機械性能好，韌性比合金焊料高；③固化溫度低；④無鉛污染，符合環保要求；⑤與大多數材料潤濕性好。自上世紀90年代以來，導電膠得到廣泛研究，AT&T、IBM、Philips、Motorola等許多大公司和許多高校紛紛開展相關課題的研究，取得了豐碩的研究成功，很多導電膠產品已實現商品化。

但是導電膠也有其自身的缺陷，導電膠是通過填棄的電導粒子在樹脂基體中形成導電網絡進行電導的，網絡形成的好壞對導電膠的力學性能、電學性能及耐老化性能都有很大的影響，網絡的質量主要取決于填充導電粒子的種類、形貌、尺寸和導電性等。最近國內外有很多專利和文獻報道了采用各種不同種類、形貌和尺寸導電填料填充來改善導電膠的導電性能，如填充納米級銀粉、微米與納米級混合銀粉、片狀銀粉、鎳粉等。如公開號為CN1948414A的專利報道了采用納米線和納米微粒作為導電填料制備導電膠，在填充量56％的時候就可以得到1.2×10^-4Ω·cm的高導率導電膠。此外還有很多報道采用新的聚合物體系，采用涂覆粘結劑或者使用有機和無機添加劑對基體膠進行改性，以此改善導電膠的連接性能。如公開號為CN15461591A的專利報道了采用縮水甘油酯環境樹脂作為基體，二氨基二苯甲烷和間苯二胺作為固化劑，硅烷偶聯劑(3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷)作為分散劑，納米級二氧化硅作為增韌劑，制備了高連接強度的導電膠。當微米銀粉作為導電填料添加65％時，導電膠體系的連接強度可達20MPa。

由于金屬銀性質穩定，氧化緩慢，且其氧化物也具有導電性，這使得銀成為最廣泛使用的導電膠粘劑填料之一。但是銀導電膠也存在價格較高，連接強度不高等缺點，且在直流電場和濕氣條件下會產生銀遷移現象，使導電性降低，影響其使用壽命。目前，市售銀導電膠加入的導電填料都是以微米銀粉為主，導致其體積電阻率偏大，影響了其在很多方面特別是精細制造業的應用，現在已經有越來越多研究人員將特殊形貌的納米銀添加到導電膠來改善其導電性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用短棒狀納米銀粉和微米銀粉的混合銀粉作為導電膠的導電填料，以制備具有優良導電性能、抗老化性能和力學性能的導電膠。

本發明一種添加短棒狀納米銀粉的導電膠，其特征在于該導電膠具有以下的組成及質量百分比：

聚合物基體環氧樹脂E-51?24～40％；

導電銀粉微粒50～70％；

其中：短棒狀納米銀粉10％，微米銀粉40～60％；

增韌劑鄰苯二甲酸二丁酯2.4～4.0％；

固化劑三乙醇胺3.6～6.0％。

本發明一種添加短棒狀納米銀粉的導電膠的制備方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟：