[發(fā)明專利]一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠

無效

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• 申請日: 2013-05-28
• 公開（公告）號: CN104178053A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張興業(yè);邱雄鷹;吳麗娟;宋延林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科納通電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: C09J9/02
• 分類號: C09J9/02;C09J11/04;H01L23/29
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠，特別涉及一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，屬于電子器件封裝制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石墨烯是目前導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能最好的材料，電阻率約10^-6Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)3000W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm²/V·s，又比納米碳管或硅晶體高。因為它的電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。

隨著半導(dǎo)體集成電路封裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子封裝材料的選擇至關(guān)重要。導(dǎo)電膠是一種含有導(dǎo)電填料的特殊功能粘結(jié)膠，可以實(shí)現(xiàn)金屬導(dǎo)線和基材之間的導(dǎo)電連接，以及完美物理粘合，是電子器件封裝制造技術(shù)中的關(guān)鍵材料。導(dǎo)電膠無鉛污染、超細(xì)間距連接、工藝簡單等特點(diǎn)，均符合半導(dǎo)體集成電路功能化、小型化、高性能和健康化的要求。目前導(dǎo)電膠也普遍存在以下問題，如固化溫度高、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能差等限制其發(fā)展。

石墨烯優(yōu)異的電子性能，超大的比表面積和較低的生產(chǎn)成本，適合用于高性能聚合物復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料。石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，利用石墨烯高導(dǎo)熱性和納米金屬的熔點(diǎn)低的優(yōu)點(diǎn)，可使導(dǎo)電膠燒結(jié)溫度更低，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，通過石墨烯與微米級金屬顆粒或納米級金屬顆粒復(fù)合，實(shí)現(xiàn)金屬顆粒之間的導(dǎo)電和導(dǎo)熱二維度平面內(nèi)更好的傳遞，極大的縮短金屬顆粒間的傳導(dǎo)途徑，提高了導(dǎo)電膠的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能；本發(fā)明的導(dǎo)電膠具有更低的燒結(jié)溫度，節(jié)約能源和成本，而且制備工藝簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的，一種石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，其特征在于：由下列組分及質(zhì)量百分比組成：導(dǎo)電填料30～65％、石墨烯1～50％、樹脂1～20％、添加劑0.1～5％、主體溶劑10～67％。上述各組分質(zhì)量百分含量之和為100％。

所述的導(dǎo)電填料可以為微米級金屬顆粒、納米級金屬顆粒或微納復(fù)合金屬顆粒組成。

所述的導(dǎo)電填料的顆粒形狀可以但不限于是球形、片狀、圓盤、三角等形狀。

所述的金屬顆粒可以為但不限于金、銀、銅、鋁金屬顆粒。

所述微米金屬顆粒粒徑范圍為0.1μm～10μm，納米金屬顆粒粒徑范圍為1nm～100nm。

所述的石墨烯選自化學(xué)氣相沉積法、機(jī)械剝離法、化學(xué)剝離法、化學(xué)合成法中任一種方法制備的石墨烯材料。

所述的樹脂包括但不限于是聚酯類、聚丙烯酸類、氯醋樹脂、聚氨酯、環(huán)氧樹脂中的一種或兩種。

所述的添加劑為流平劑、pH值調(diào)節(jié)劑、表面活性劑。

所述的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，其特征在于：所述的流平劑為為聚丙烯酸酯、醋丁纖維素、聚甲基硅氧烷中的一種。

所述的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，其特征在于：所述的pH值調(diào)節(jié)劑為氨水、氫氧化鈉、三乙醇胺、磷酸鈉以及羥胺中的一種。

所述的石墨烯復(fù)合導(dǎo)電膠，其特征在于：所述的表面活性劑為脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、聚山梨酯以及全氟辛酸鈉中的一種。

所述的主體溶劑包括但不限于乙醇、乙二醇、異丙醇、二甘醇、三甘醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇芐醚、、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、三甘醇甲醚、雙丙酮醇、二甲亞砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、卡必醇乙酸酯、亞麻油、高沸點(diǎn)煤油、十三醇、桐油、普通膠質(zhì)油、十四醇、季戊四醇、大豆油、松香油、芳樟松油醇、鄰苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、環(huán)己酮、聯(lián)二環(huán)己烷、環(huán)己烷、正丁醇、丁酮、去離子水、羥乙基吡咯烷酮、鄰苯二甲酸二甲酯、環(huán)氧乙烷、山梨糖醇、棕櫚油、薄荷油中的一種或幾種。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明結(jié)合石墨烯高導(dǎo)熱性和納米金屬的熔點(diǎn)低的優(yōu)點(diǎn)，可使導(dǎo)電膠的燒結(jié)溫度更低，節(jié)約能源和成本。

2、石墨烯超大的比表面積，可以使納米顆粒均勻分散在石墨烯片層間，避免了石墨烯的團(tuán)聚及納米顆粒在導(dǎo)電膠中的沉降問題，提高了導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性及粘結(jié)強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。

實(shí)施例1：