[發明專利]一種納米氧化物摻雜壓電復合材料用低溫導電銀膠及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810745345.8
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108929646B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王麗坤;周星利;廖擎瑋;仲超;秦雷
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: C09J163/00
• 分類號: C09J163/00;C09J9/02;C09J11/06
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 邱曉鋒

本發明涉及一種納米氧化物摻雜壓電復合材料用低溫導電銀膠及其制備方法和應用。該導電銀膠按照重量份包含：基礎樹脂20～40，導電填料50～80，溶劑5～20；所述基礎樹脂按照重量份包含：環氧樹脂100、固化劑40～60。所述基礎樹脂按照重量份還包含：固化催化劑8～20、增韌劑8～15、偶聯劑8～15、分散劑8～15。所述導電銀膠進一步還含有0～15重量份的納米金屬氧化物作為摻雜物。本發明制備工藝簡單，流動性好，容易涂布，對復合材料進行表面金屬化處理時，使用方便快捷，固化時間短，固化溫度低，固化后電極層體積電阻率低，導電性好，能夠焊接引線，且焊接引線后焊點強度高，不易掉落，可靠性好。

技術領域

本發明涉及一種納米氧化物摻雜壓電復合材料用低溫導電銀膠及其制備方法和應用，屬于電子材料領域。

背景技術

水聲換能器已經普遍應用在工業、農業、醫療等領域。壓電復合材料是由有機高分子聚合物和壓電陶瓷復合而成的具有壓電效應的新材料，以機電耦合系數高、聲阻抗低，帶寬大等優點成為水聲換能器振子的核心功能材料。但壓電復合材料屬于絕緣材料，將其用于水聲換能器時，必須要對其表面進行金屬化處理，焊接引線，才能實際應用。導電銀膠同時具有導電性和粘接性，涂膜工藝簡單，因此成為實現復合材料表面金屬化的理想選擇。但是，目前對導電銀膠的研究大多集中在導電性能、力學性能、固化機制三個方面上，而對導電銀膠焊點強度很少有研究。將現有的導電銀膠用于壓電復合材料上時，一方面，壓電復合材料在高溫下會變形、開裂而損壞，因此導電銀膠固化溫度不能過高；另一方面，導電銀膠涂布固化后很難焊接引線，生產效率低，且焊接后焊點強度較差，導致實際應用時焊點脫落，產品失效，可靠性差。

納米氧化物材料具有量子尺寸效應、表面效應、隧道效應，表面活性均很高，容易粘附于銀晶粒上，抑制銀晶粒生長，同時改變導電銀膠微觀組織。將其摻雜于導電銀膠中能夠通過改變載流子濃度和載流子遷移率來改變膠體導電性；通過改變膠體組織的細化程度增強膠體焊點強度。為解決上述問題，將納米氧化物材料摻雜于導電銀膠中，研發一種能夠低溫固化且導電性能好、焊點強度高的導電銀膠為壓電復合材料表面金屬化所用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有的導電銀膠應用于壓電復合材料表面金屬化處理后，引線難以焊接且焊點強度弱的缺陷，從而提供一種能夠低溫短時固化，容易焊接引線且焊點強度高的導電銀膠以及其制備方法和應用，適用于壓電復合材料表面導電處理。

為了實現上述發明目的，本發明采用了以下技術方案：

一種壓電復合材料用低溫導電銀膠，按照重量(質量)份含有以下成分：基礎樹脂20～40份，導電填料50～80份，溶劑5～20份；所述基礎樹脂含有以下成分：環氧樹脂100份、固化劑40～60份。本發明中環氧樹脂、固化劑、導電填料、溶劑為必須添加的成分。

進一步地，所述導電銀膠還含有摻雜物0～15(重量份)。所述摻雜物為納米金屬氧化物ZnO、MgO、CaO、CuO、Fe₂O₃、Al₂O₃等中的一種或多種混合物。納米金屬氧化物能夠粘附于銀晶粒上，抑制銀晶粒生長，同時能夠釘扎于晶界處，改變導電銀膠微觀組織，大大提高導電銀膠的導電性和焊點強度。

進一步地，所述基礎樹脂還含有以下成分(重量份)：固化催化劑8～20份、增韌劑8～15份、偶聯劑8～15份、分散劑8～15份。

進一步地，所述的環氧樹脂可選用雙酚A型環氧樹脂，四縮水甘油胺型環氧樹脂等中的一種或者若干種的混合物，所述的雙酚A型環氧樹脂可采用雙酚A環氧樹脂E-51，環氧值為0.51mol/100g。所述四縮水甘油胺型環氧樹脂可采用4,4'-二氨基二苯甲烷環氧樹脂AG-80，環氧值為0.75～0.85mol/100g。

進一步地，所述的固化劑可選用脂肪多元胺中的一種，所述的脂肪多元胺可選用乙二胺EDA，二乙烯三胺DETA，三乙烯四胺TETA，四乙烯五胺TEPA的中一種或幾種。