铜粉添加型导电胶的研制

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铜粉添加型导电胶的研制

２００８年１月第１第１期１７卷１
Ｖｏ．７Ｎｏ１Ｎｏ．０１１．１，ｖ２０８
中国胶粘剂
ＣＮＡＤＨＥＩＳＨＩＡＳＶＥ２ — ７ —
铜粉添加型导电胶的研制
刘运学Ｌ，王晓丹，谷亚新－兆荣，，范
参数进行优化，到了制备导电胶的最佳方案。实验结果表明，制备的热固化各向同性导电胶具有制备得所
工艺简单、粘接强度高（剪切强度 ≥２ａ￥导电性能好（０ＭＰ）Ｏ体积电阻率为１０１≈ｎ・ｍ）．ｘ０５ｃ等特点；经室温１００ｈ老化实验后，０导电胶的体积电阻率和剪切强度变化率＜０２％。关键词：导电胶；电子封装；环氧树脂；铜粉；改性中图分类号：Ｑ３．：Ｍ４文献标识码：文章编号：０４２４（０８１－０７０Ｔ４７６Ｔ２１Ａ１０ — ８９２０）１０２ — ３
移等问题，故两者的应用范围均受到很大的限制。基本接近银粉导电胶，并且
连接强度较好，因而受到人们的极大关注；由于铜但粉的化学性质较活泼，容易被空气中的氧气、蒸气水氧化，而使铜粉导电胶的使用寿命明显下降。从
后具有与金属相近的导电性能，可以将同种或不同
种导电材料连接在一起，使被连接的材料间形成导电回路。与其它导电聚合物的区别在于，导电胶要

负载铜银粉导电胶制备的最佳工艺选择

收稿日期: 2009- 07- 0 3
94
内蒙古石油化工 2009 年第 21 期
高分散度的微细体系具有极大的比表面积和很高的表面吉布斯自由能, 从而产生很强的界面吸附作用 , 使A g 吸附在C u 粉表面。该方法不仅解决了铜的不必要浪费 , 而且克服了用 Cu 还原银氨溶液, 生成的铜氨配离子吸附在Cu 的表面, 严重阻滞置换反应的进行, 致使只能得到表面点缀结构的铜一银双金属粉 , 而得不到表面包覆结构的铜一银双金属粉的缺点。
Ξ
度为 25% 的溶液, 在反应器中按一定的比例配制 C uSO 4 与氨水的混合溶液。然后将一定量的Zn 粒加到混合溶液中, 搅拌, 使二者发生氧化还原反应, 生成单质铜, 反应后的溶液经离心沉淀器除去上部清液 , 先用 6% 的 H 2SO 4 除去过量 Zn, 再用蒸馏水洗涤 3 次。然后以玻璃球为球磨介质 , 在球磨罐中加人制得的铜粉, 加入少量水 , 湿法球磨一段时间。 1. 3 镀银铜粉的制备 1. 3. 1 还原剂液的配制将 2. 0g38% 甲醛加入到 130 无水乙醇中 , 搅拌使其充分混合均匀, 配制成还原液。 1. 3. 2 银氨溶液的配制取 A gN O 38. 5g, 加入一定量蒸馏水使其溶解 , 在搅拌下逐渐滴加 25%N H 3 H 2O 至刚好无沉淀 , 再加入蒸馏水稀释至 100mL 。 1. 3. 3 镀银铜粉的制备将 10 制得的铜粉放置于 250m L 三口瓶中, 加入还原液 , 搅拌使其均匀分散 , 升温至 52℃。边搅拌边滴加银氨溶液 , 滴加结束后继续反应 1. 5h。停止反应后, 过滤 , 将得到的粉末用 6% 稀硫酸和蒸馏水分别洗涤 2 次 , 滤去清液后再重复上面的步骤 2 次。将最后得到的粉末洗涤干燥后以玻璃球为球磨介质湿法球磨一定时间 , 得到片状镀银铜粉。 1. 4 导电胶的制备 1. 4. 1 纳米 S i O 2 粒子的分散的实现。 [ 参考文献 ] [1 ] 周长久. 国内领先的数字变电站技术 [ J ]. 云南电业, 2006, (11) : 7. [2 ] 朱大新. 数字化变电站综合自动化系统的发展 [ J ]. 电工技术杂志, 2001, 4(2) : 20～ 22. [ 3] 高翔, 张沛超. 数字化变电站的主要特征和关键技术 [ J ] . 电网技术 , 2006, 30 ( 23) : 6 7 .

凝胶浇注法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究

凝胶浇法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究凝胶浇法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究凝胶浇法制备的纳米铜粉在导电胶中的应用研究全如下【摘要】以硝酸铜、石墨为原料,采用新颖的凝胶浇法制备纳米铜粉，并利用硅烷偶联剂KH550对制备的纳米铜粉进行表面抗氧化处理;然后以纳米铜粉为导电填料、以双酚A型环氧树脂(E51)为体,加入适量的固化剂和稀释剂、除泡剂、促进剂等制备纳米铜粉导电胶。

采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM）等对制备铜粉的物相、粒度和形貌等进行表征；对预处理前后的纳米铜粉进行热重与差热（TG-DSC)分析;并研究纳米铜粉添加量对所制备导电胶电阻率和连接强度等性能的影响。

结果表:采用凝胶浇法可制备、分散性良好、平均粒度约为６0nm的类球形铜粉;经硅烷偶联剂处理后，纳米铜粉的抗氧化性能显提高；纳米铜粉添加量对所得导电胶的体积电阻率和连接强度有较大影响，纳米铜粉添加量为60%（质量分数)的导电胶的体积电阻率为１。

71０-3cｍ,连接强度为１1。

４MPａ。

【关键词】纳米铜粉凝胶浇法导电胶电阻率连接强度纳米铜粉由于具有小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应，在力学、磁学、化学、电学等方面表现出很多特殊的性质,被广泛应用于润滑油添加剂、电磁屏蔽材料、催化和导电材料等领域中相比于银高昂的价格，铜的价格较低,导电性能却与银的相近,因此近些年性能稳定、成本低廉的纳米铜粉导电胶是研究开发的热点内容之一。

纳米铜粉的制备方法主要有物理法和化学法两大类，物理法主要有物理气相沉积法、电法、射线辐照法等;化学法主要有电解法、水热法以及液相还原法等。

物理法的生产成本较高，不利于实现大规模的化生产，如物理气相沉积法所需的原料稀有气体价格昂贵，电法和射线辐照法都需要使用复杂的仪器设备。

而化学法由于工艺简单、产率较高,是目前被广泛采用的制备纳米铜粉的方法，但随着实际应用中对纳米铜粉性能要求的不断提高,、高分散、粒径分布围窄的纳米铜粉的制备仍是一个技术难点。

铜粉导电胶的研制

文章编号：０ — ２９２０）４０７ — ３１７１２（０７０— ０２００
铜粉导电胶的研制
江西理工大学硕士研究生：阳玲玉欧导师：钟建华
研究方向：有色金属加工
答辩时间：０６４２０年月
摘要：中选用缩水甘油酯型环氧树脂为导电胶基体、文咪唑为固化剂，用钛酸偶联剂，ｚ利Ｉ对 ’ ｓ铜粉的分散性以及稀释剂、韧剂，增制备了铜粉导电胶．还比较了不同固化温度、实验固化时间、不同钛酸偶联剂及其添加量、导电填料粒子不同添加量对体系固化性能、连接性能、电性能的导影响．并借助电子拉伸机、电子万能表等分析测试仪器对导电胶基体胶的制备工艺和参数进行优化，得到了制备导电胶的最佳方案．关键词：铜粉；导电胶；环氧树脂；固化；化氧中图分类号：Ｍ２１Ｔ４文献标识码：Ａ
１铜粉导电胶的研究现状及意义
随着电子产品逐渐向小型化、便携化发展【一些超薄型１，分辨率高的电子产品己经走进了人们的日常生活．在这些电子产品的封装过程中，对芯片与基板、芯片与电路之间的互连技术提出了更加严格的要求．Ｐ／焊料由于焊点体积大圆分辨率低、ｂｎＳ、环保性能差等缺点己不能适应连接技术发展的要求．利用导电性能好、分辨率高、成本低、环保性能好的导电胶来代替合金焊料已经成为连接材料研究的热点．导电胶粘剂１３］是一种固化和干燥后具有一定导电性能的特殊胶粘剂．它是通过在有机聚合物基体中添加固化剂、导电填料以及其它添加助剂，经固化后使其具有与金属相近的导电性能．它可以将同种或不同种的导电材料连接在一起，使被连接的材料间形成电的通路．电胶与其它导电聚合物的区别在于：导导电胶要求体系在储存条件下具有流动性，通过加热或其他方式能发生固化，固化后的导电胶应具有一定的连接强度、稳定的导电性能和优良抗老化性能．在各类导电胶中，金导电胶由于成本高而较少应用．目前市面上大多使用的是银粉填充型导电胶，但由于有时导电胶的工作环境比较潮湿，因而银粉导电胶中的银会发生迁移现象，从而降低设备的可靠性和高密性，再加上银粉价格昂贵，工业界越来越期待具有高性能、低成本的新一代导电胶出现．根据各金属的

各向同性铜粉导电胶的制备及性能研究

（申请工学硕士学位论文）各向同性铜粉导电胶的制备及性能研究培养单位：材料科学与工程学院学科专业：材料学研究生：黄丽娟指导教师：曾黎明教授2009 年11月分类号密级UDC学校代码 10497学位论文题目各向同性铜粉导电胶的制备及性能研究英文Study on Preparation and Properties of题目Isotropic copper filled conductive adhesive研究生姓名黄丽娟姓名曾黎明职称教授学位博士指导教师单位名称材料科学与工程学院邮编 430070 申请学位级别硕士学科专业名称材料学论文提交日期 2009年11月论文答辩日期 2009年12月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2009年 11 月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。

同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。

（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期：摘要导电胶是一种同时具备导电性能和粘结性能的胶粘剂。

随着电子工业和信息技术等产业的高速发展，电子仪器正在向小型化、便携化、高集成化方向迈进，导电胶在微电子互连中的应用也越来越广泛。

铜粉导电胶的研究进展

广ห้องสมุดไป่ตู้
８４
东
化
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２１年第１０１期
ｗｗｗ．ｄｃｅ．ｏｍｇｈｍｃ
第３卷总第２３８１期
铜粉导电胶的研究进展
王刘功，银锐明，杨华荣刘飘，，杨开霞（．１２湖南工业包装与材料工程学院２湖南株洲４２０；１８０
ＰｒｇｅｓｉｐｐｅｎｄｕｃｉｏｒｓｎＣｏｒＣｏｔｖｅＡｄｈｅｉｅｓｖ
ＷａｕｏｎｇＬｉｇｎｇ‘Ｙｉｉｉｇ，ｎ，ｎＲｕｍｎＹａｇＨｕａｏｇ，ｕＰｉｏ，ｎｇＫａｘｉｒｎＬｉａＹａｉａ
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ｃａｓｓａｄｒｃｎｄａｃｓｉｈｅｅｒｈｏｏｐｒｃｎｕｔｅａｈｓｖｒｒｆｎｒｄｃｄｌｓｅｎｅｅｔａｖｎｅｎｔｅｒｓａｃｎｃｐｅｏｄｃｉｄｅｉｅｗｅｅｂｉｌｉｔｏｕｅＴｈｅｅｒｈｐｏｒｓｆｅｅｔｉａｅｆｒｎｅｖｅｙｅｒｓａｃｒｇｅｓｏｌｃｒｃｌｒｏｍａｃ，ｍｅｈｎｃｐｃａｉｓｐｒｏａｃｎｇｉｇｐｒｏａｃｏｏｐｒｃｎｕｔｅａｈｓｅｗｅｅｓｍｍａｉｅ．Ｉａｓｒｓｎｅｈｒｂｅｆｃｐｅｏｄｃｉｅａｈｓｖｎｈｅｆｒｎｅａｄａｅｎｅｆｒｎｅｆｒｃｐｅｏｄｃｉｄｅｉｒｕｍｍｖｖｒｄｔｌｏｐｅｅｔｄｔｅｐｏｌｍｓｏｏｐｒｃｎｕｔｖｄｅｉｅａｄｔｅｚ

各向同性铜粉导电胶的制备及性能研究的开题报告

各向同性铜粉导电胶的制备及性能研究的开题报告
一、研究背景
各向同性导电材料是一种重要的电子功能材料，可广泛应用于电子、通信、生物医学及能源等领域。

铜粉作为一种常见的导电材料，具有优异的电导率和物理化学性质，可在复杂的环境条件下保持其导电性能。

目前，制备铜粉导电胶的方法较多，但
存在着成本高、制备工艺复杂等问题。

因此，开发一种制备简便、成本低廉的各向同
性铜粉导电胶对于应用铜粉导电材料具有重要意义。

二、研究目的和意义
本研究旨在制备一种制备简便、成本低廉的各向同性铜粉导电胶，并探究导电胶制备工艺对其电性能的影响，研究结果可为铜粉导电胶的制备与应用提供参考。

三、研究内容和方法
1.确定各向同性铜粉导电胶的制备工艺参数，包括溶剂种类、铜粉浓度、聚合物种类及浓度等。

2.通过物理性能测试和形态学分析，对制备的各向同性铜粉导电胶进行性能评价，包括导电率、绝缘性、耐磨性等。

3.研究不同工艺条件对各向同性铜粉导电胶导电性能的影响，并优化制备工艺以获得最佳性能的铜粉导电胶。

4.利用扫描电镜、红外光谱等现代材料表征手段，分析铜粉导电胶内部结构和材料特性，为铜粉导电胶的进一步研究提供支持。

四、预期研究结果及意义
1.成功制备出一种制备简便、成本低廉的各向同性铜粉导电胶。

2.探究铜粉浓度、聚合物种类和浓度对导电胶性能的影响，为铜粉导电胶的优化提供可靠依据。

3.进一步分析铜粉导电胶内部结构和特性，为制备各向同性导电材料提供理论基础和实验支持。

4.为铜粉导电胶的应用提供新的研究思路与创新，具有重要的理论和应用价值。

铜粉导电胶的研究进展

万方数据万方数据万方数据铜粉导电胶的研究进展作者：王刘功，银锐明，杨华荣，刘飘，杨开霞， Wang Liugong， Yin Ruiming， Yang Huarong， Liu Piao， Yang Kaixia作者单位：王刘功,银锐明,Wang Liugong,Yin Ruiming(湖南工业大学,包装与材料工程学院,湖南,株洲,412008)，杨华荣,刘飘,杨开霞,Yang Huarong,Liu Piao,Yang Kaixia(湖南利德电子浆料有限公司,湖南,株洲,412007)刊名：广东化工英文刊名：GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：2011,38(1)1.杨颖;王守绪;何为金属粉末-聚合物复合导电胶研究进展[期刊论文]-印制电路信息 2009(03)2.马文有热固化铜粉导电胶的研究 20033.张聚国;付求涯镀银铜粉导电胶的研究[期刊论文]-表面技术 2007(04)4.Myung Jin Yim Oxidation prevention and electrical property enhancement of copper-filled isotropically conductive adhesives 2007(10)5.赵勇我国铜粉导电胶现状及同际地位[期刊论文]-粘合剂 1989(04)6.Zhang R;Moon K S;Lin W Preparation of highly conductive polymer nanocomposites by low temperature smtering of silver nanoparticles 20107.Mir I;Kumar D Recent advances in isotropic conductive adhesives for electronics packaging applications[外文期刊] 20088.Lu D;Wong C P Recent advances in developing high performance isotropic conductive adhesives[外文期刊] 2008(15)9.Gallagher C;Mattijasevic G;Maguire J F Transient liquid phase sintering conductive adhesives as solder replacements 199710.Li Y;Wong C P Reccnt advances of conductive adhesives as a lead free alternative in electronic packaging:materials,processing,reliability and applications[外文期刊] 2006(1/3)11.Li Y;Moon K S;Wong C P Electrical property improvement of electrically conductive adhesives through in-situ replacement by short-chain difunctional acids[外文期刊] 2006(01)12.Lu D;Wong C Isotropic conductive adhesives filled with low-melting-point alloy fillers13.左新浪;夏志东;雷永平促进剂在导电胶中的作用研究[期刊论文]-中国胶粘剂 2009(12)14.闫军;崔海萍;杜仕国偶联剂对环氯-铜粉复合导电涂料导电性能的影响[期刊论文]-弹性体 2003(04)15.苏辉煌;钟新辉;詹国柱导电胶的研究进展[期刊论文]-粘接 2008(06)16.Irfan M;Kumar D Recent advances in isotropic conductive adhesives for electronics packaging applications 200817.Zhang H J;Chart Y C Research on the contact resistance,reliability,and degradation mechanisms of anisotropically conductive film interconnection for flip-chip-on-flex applications[外文期刊]2003(04)18.Jong M K;Kiyokazu Y;Kozo F Novel interconnection method using lectrically conductive paste with fusible filler[外文期刊] 2005(05)19.游敏;郑小玲;毛玉平导电胶的可靠性与胶层内应力研究[期刊论文]-三峡大学学报(自然科学版) 2003(02)20.Daoqiang Lu;Wong C P A study of contact resistance of conductive adhesives based on anhydride-cured epoxy systems[外文期刊] 2000(03)21.Takezawa H;Mitani T;Kitae T Effects of zinc on the rcliability of conductive adhesives 200222.Daoqiang Lu;Wong C P High perfonrmance conductive adhesives[外文期刊] 1999(04)23.梁彤祥;马文有;曹茂盛SiO2纳米粒子对铜导电胶连接强度的影响[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2005(01)24.常英;徐长富;刘刚紫外光固化导电胶的老化性能研究[期刊论文]-中国胶黏剂 2005(11)25.陈治中;许佩新;谢文明铜导电胶老化性能的研究 1998(02)26.鲜飞导电胶粘剂的研究[期刊论文]-印制电路信息 2010(03)27.王继虎;陈月辉;王锦成铜粉导电丙烯酸醇压敏胶的研制 2005(01)28.毛玉乎;游敏;邓冰葱固化工艺对HT1012铜粉导电胶剪切强度的影响[期刊论文]-研究报告及专论 2004(04)29.游敏;郑勇;郑小玲XH-11型胶粘剂最佳固化工艺的研究[期刊论文]-粘接 1995(02)30.Liu J;Gustafsson K;Lai Z Surface characteristics,reliability,and failure mechanisms oftin/lead,copper,and gold metallizations 1997(01)31.Wolfson H;Elliott G Electrically conducting cements containing epoxy resins and silver 195632.虞苏玮高性能非银导电胶粘剂的研究与应用 1997(01)本文链接：/Periodical_gdhg201101040.aspx。

紫外光固化银包铜粉导电胶的制备及研究

紫外光固化银包铜粉导电胶的制备及研究苏晓磊;张申申;边慧【摘要】以银包铜粉和环氧丙烯酸树脂为原料制备导电胶浆料，采用丝网印刷将浆料涂覆到载玻片上，置于紫外光下固化获得导电涂层。

利用 SEM 和四探针电阻测试仪对固化后导电胶的微观结构和电学性能进行表征。

结果表明：当银包铜粉质量分数为70%，导电胶固化完全，制得的导电胶电阻率最低为1.135×10–3Ω·cm，涂层厚度为140μm。

%The UV curing pastewas prepared using silver-coated copper powderandepoxy acrylic resin as raw materials to study the property of UV curing conductive paste. The conductive coatingwasreceived by the UV curing of prepared paste on the glass slide by screen printing. The microstructure and electrical propertieswerecharacterized by scanning electron microscopy (SEM) and four probe resistance tester, respectively. Results showthat when themass fractionof silver coated copper powderis 70%, the resistivity of conductive paste reachesthe minimum value, 1.135×10–3Ω·cm, and theconductive coatingthicknessis 140μm.【期刊名称】《电子元件与材料》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】4页(P65-68)【关键词】导电胶;紫外光固化;银包铜粉;电阻率;微观结构;电学性能【作者】苏晓磊;张申申;边慧【作者单位】西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048;西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048;西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TM241导电胶粘剂，俗称导电胶，是一种功能胶粘剂，其在固化和干燥后具有一定导电性能[1]。

铜粉表面处理提升铜导电胶性能的研究

铜粉表面处理提升铜导电胶性能的研究陈妙;金云霞;亓恬珂;肖斐【期刊名称】《复旦学报：自然科学版》【年(卷),期】2018(57)1【摘要】铜作为填料存在易氧化、氧化后电性能下降等缺点,限制了铜在导电胶中的应用.本文针对铜粉易氧化的问题,用乳酸和3-二乙基氨基-1,2-丙二醇(DEAPD)分别及同时对铜粉进行了表面处理.热失重分析显示,铜粉经表面处理后吸附了0.4%~0.7%的有机物,且因铜粉氧化而质量增加的拐点温度大幅提升,表明铜粉的抗氧化能力得到了增强.红外光谱分析表明微米铜粉表面吸附物分别为乳酸铜和胺.由于乳酸铜和DEAPD的保护作用,以及DEAPD对乳酸铜还原分解的促进作用,经表面处理铜粉填充的导电胶电性能大幅提升,体电阻率由(2.0±0.4)×10-2Ω·cm降低至(3.1±0.2)×10-4Ω·cm.初步的老化试验表明,经过表面处理的铜粉制备的导电胶具有更好的体电阻率稳定性.【总页数】7页(P8-13)【关键词】导电胶;铜填料;表面处理;抗氧化;电阻率【作者】陈妙;金云霞;亓恬珂;肖斐【作者单位】复旦大学材料科学系【正文语种】中文【中图分类】TQ43【相关文献】1.新型导胶的研究：（Ⅲ）导电胶中铜表面的防氧化研究 [J], 路庆华2.银包铜粉环氧导电胶的制备、结构与性能 [J], 杜亮亮;周震涛;林学好;袁冯福;潘慧铭3.表面处理纳米铜粉/PET共混物的流变性能 [J], 徐德增;刘智超;赵婷;郭静4.新型导电胶中铜粉表面化学镀纳米银颗粒的导电机理研究 [J], 张墅野;许孙武;曹洋;林铁松;何鹏5.铜颗粒填充型铜-聚苯醚复合导电胶制备及性能研究 [J], 开媛; 周康; 吴宝华; 王守绪; 何雪梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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要求。
(3)通过 L9(34)正交实验设计，并对样品相关性能的测试结果进行分析，得出其最优配方为： m(EP)∶m(固化剂)=100∶11，m(200 目铜粉)∶m(硅烷偶联剂)=100∶3，m(还原剂)∶m(铜粉)=7∶100，m(稀释剂) ∶ m(EP)=15∶100，200 目铜粉的用量为体系总质量的 65%。
关键词：导电胶；电子封装；环氧树脂；铜粉；改性中图分类号：TQ437.6：TM 241 文献标识码：A 文章编号：1004－2849(2008)11－0027-03
0前言
导电胶是一种固化和干燥后具有一定导电性能的特殊胶粘剂，是在有机聚合物基体树脂中添加固化剂、导电填料及其它助剂等制备而成。导电胶固化后具有与金属相近的导电性能，可以将同种或不同种导电材料连接在一起，使被连接的材料间形成导电回路。与其它导电聚合物的区别在于，导电胶要求体系在储存条件下具有一定的流动性，通过加热或其他方式可以发生固化，固化后的导电胶要求具有一定的连接强度、稳定的导电性能和优良的抗老化性能。近年来导电胶(尤其是在国外)在微电子封装、组装行业中得到广泛应用 [1]，在各类导电胶中，金粉导电胶的成本较高，银粉导电胶则存在着电迁移等问题，故两者的应用范围均受到很大的限制。铜粉导电胶由于其导电性能基本接近银粉导电胶，并且连接强度较好，因而受到人们的极大关注；但由于铜粉的化学性质较活泼，容易被空气中的氧气、水蒸气氧化，从而使铜粉导电胶的使用寿命明显下降[2-6]。
老化时间/h
体积电阻率×103/(Ω·cm)
1#
2#
3#
剪切强度/MPa
1#
2#
3#
0 1.50
1.53
1.48 20.5 20.0 19.8
200 1.55
1.59
1.51 19.3 19.5 19.5
400 1.59
1.63
1.55 18.6 19.0 19.0
600 1.63
1.69
1.61 18.0 18.3 18.5
A
B
C
D
水平 w(铜粉)/% w(还原剂)/% w(稀释剂)/% w(偶联剂)/%
1
60
6
10
1
2
65
7
15
3
3
70
8
20
5
体积电阻率和剪切强度作为主要考核指标，对正交
实验结果采用方差法进行分析，结果如表 2～表 4 所
示。
表 2 正交实验结果的方差分析表 Tab.2 Variance analysis table of orthogonal experimental result
按一定比例称取 EP、铜粉、硅烷偶联剂、固化剂、还原剂、增韧剂和稀释剂。将硅烷偶联剂加入到已处理过的 EP 中，然后加入已处理好的铜粉，搅拌 1 h，室温静置 24 h，随后于 120 ℃烘箱中恒温 1 h，使三者充分反应；最后加入固化剂、还原剂(甲醛)、增韧剂(DBP)和稀释剂(无水乙醇和丙酮)，充分搅拌后于 80 ℃烘箱中恒温 6 h，使之完全固化即可。
- 28 -
中国胶粘剂
第 17 卷第 11 期
混合均匀，加入一定量的铜粉，中速搅拌 30 min，使铜粉表面的氧化物与盐酸完全反应后进行抽滤，并用无水乙醇冲洗数次，直至盐酸和氯化铜完全除去时为止；然后将铜粉置于真空干燥箱内烘干即可。 1.3.2 环氧树脂(EP)预处理
称取一定量的 EP 放入烧杯中，并将烧杯置于 120 ℃的电热鼓风干燥箱中恒温 30 min，以除去其中的水分。 1.3.3 导电胶的配制
本实验选用铜粉作为导电填料，采用硅烷偶联剂对铜粉进行改性处理，从而提高了其在导电胶基体中的分散性、使用过程中的抗氧化性和连接强度；另外，还将甲醛作为还原剂加入到基体树脂中，从而进一步提高了铜粉的抗氧化性能；通过添加邻苯二甲酸二丁
酯(DBP)，有利于提高铜粉导电胶的施工性和韧性。该导电胶在特定使用范围内可以替代焊料和合金材料，从而满足了电子连接材料日益发展的需求。
2008 年 11 月第 17 卷第 11 期 Vol．17 No．11，Nov．2008
中国胶粘剂
CHINA ADHESIVES
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铜粉添加型导电胶的研制
刘运学 1,2，王晓丹 2，谷亚新 1,2，范兆荣 2
(1.东北大学Biblioteka 料与冶金学院，辽宁沈阳 110004；2.沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳 110168)
表 5 试样老化后的性能测试结果 Tab.5 Performance test result of adhesives sample after aging
胶。
(2)该导电胶的连接强度≥20.0 MPa，体积电阻率最小为 1.50×10-3 Ω·cm；该导电胶的连接性能、导电性能和耐老化性能可以满足电子线路连接的使用
1.2 实验仪器 ZC46A 型高阻计，上海精密科学仪器有限公司；
KD-5 型试验机，深圳市凯强利机械有限公司； PTS2000 型傅里叶红外光谱仪，美国。
1.3 导电胶的制备 1.3.1 铜粉预处理
将 10 mL 浓盐酸和 10 mL 无水乙醇放入烧杯中
收稿日期：2008-08-17；修回日期：2008-09-09。基金项目：辽宁省科学技术基金资助项目(20051002)。作者简介：刘运学(1969-)，黑龙江铁力人，博士，副教授，主要从事高分子复合材料的制备与应用研究。E-mail：liuyunxue@
Study on conductive adhesive with cuprum powder as conductive filler
由表 2～表 4 可知：影响体积电阻率的因素依次为 A＞B＞D；影响剪切强度的因素依次为 D＞A＞C。综合考虑导电胶的性能以及各因素的显著性可知，其最佳因素水平组合是 A2B2C2D2。
第 17 卷第 11 期
刘运学等铜粉添加型导电胶的研制
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2.2 导电胶老化性能分析老化性能分析是通过比较加速老化前后导电胶
A
4.650
2
2.325 0 108.14 非常显著
B
0.274
2
0.137 0
6.37
D
0.194
2
0.097 0
4.51
误差
0.043
2
0.021 5
当 m(EP)∶m(固化剂)=100∶11 时，采用正交实验法进一步考察其他因素对导电胶的电性能和机械性能的影响。根据探索性实验和文献分析结果，确定 L9(34)正交实验的因素水平如表 1 所示；以导电胶的
1.4 性能测试体积电阻率，按照 GB/T 1 410-200 标准，采用高
阻计进行测定；粘接强度，按照 GB 7 124-1986 标准，采用 KD-5 型试验机进行测定；红外光谱(FT-IR) 分析，采用 KBr 涂膜法，使用傅里叶红外光谱仪进行表征。
2 结果与讨论
2.1 导电胶的配方研究图 1 为 EP 基体胶的 FT-IR 谱图。由图 1 可知，
[5] 潘祖仁. 高分子化学[M]. 北京：化学工业出版社，1994： 19-74.
[6] 王伟. 环氧树脂固化技术及其固化剂研究进展[J]. 热固性树脂，2001，16(3)：29-33.
[7] 李步春. 防止铜粉在高温下氧化的研究[J]. 有机硅材料及应用，1998，12 (4)：16-17，5.
57.90 52.40 54.30 49.00
Ⅱj 6.30 6.55 7.00 6.40
54.80 54.30 55.80 59.10
Ⅲj 4.65 6.60 6.90 7.35
46.90 52.90 49.50 51.50
表 3 体积电阻率的方差分析表 Tab.3 Variance analysis table of volume resistivity 方差来源偏差平方和自由度平均偏差平方和 F 比显著性
参考文献
[1] LI HAI-YING，MOON KYOUNG-SIK，LI YI，et al. Reliability enhancement of electrically conductive adhesives in thermal shock environment[C]. 54th Proceedings of Electronic Components and Technology Conference，2004，1(1-4): 165-169.
表 4 剪切强度的方差分析表 Tab.4 Variance analysis table of shear strength
方差来源偏差平方和自由度平均偏差平方和 F 比显著性
A
7.46
2
3.730
8.38
C
6.30
2
3.100
7.07
D
18.70
2
9.350
21.01 显著
误差
0.89
2
0.445
的连接性能和导电性能的变化，来分析导电胶的应用可靠性。通常，加速老化前后导电胶的剪切强度和电阻率变化低于 20%时，即可认为该体系是稳定的。 [7] 通过正交实验得出的最优配方是 A2B2C2D2，按照该配方重新配制三组导电胶试样，分别记作 1#、2#和 3#。将三组试样室温老化若干时间后，其体积电阻率和剪切强度的测试数据如表 5 所示。
[2] 赵文元，王亦军. 功能高分子材料化学[M]. 北京：化学工业出版社，1998：72-86.
[3] 王德海，江棂. 紫外光固化材料——理论与应用[M]. 北京：科学出版社，2001：264-290.

铜粉添加型导电胶的研制

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