导电胶的应用和研究1.导电胶的概述导电胶是一种固化或干燥后
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导电胶研究现状及其在LED产业中的应用导电胶是具有导电性能的胶状物质,由导电粒子和胶基体组成。
导电粒子常用的有金属颗粒和导电纤维,胶基体常用的有有机胶、硅胶和亲水胶等。
导电胶的研究现状:1.导电粒子的优化:为提高导电性能,研究者不断优化导电粒子的形状、尺寸和分散性。
金属颗粒多采用纳米颗粒,具有更高的比表面积和导电性能;而导电纤维常采用碳纳米管和导电聚合物纤维等。
2.胶基体的改善:为提高导电胶的粘附力和稳定性,研究者在胶基体中加入交联剂、胶囊等改性剂,提高胶体的粘度和流变性。
3.导电胶的可重复性和可靠性:导电胶的性能稳定性对应用至关重要。
目前,研究者通过优化导电胶的配方、加热、固化等工艺,提高导电胶的耐热性、耐湿性和耐化学性,并对导电胶进行长期稳定性测试。
导电胶在LED产业中的应用:1.LED封装:传统LED封装常使用焊接或球连接,但这些方法存在工艺复杂、成本高和可靠性差的问题。
而导电胶可以作为LED芯片和电路板之间的连接介质,通过涂覆或注射的方式实现快速且可靠的封装,大大提高了封装效率和稳定性。
2.电极印刷:LED电极的印刷是LED制造过程中的关键步骤之一、传统印刷方法存在精度低和导电粘附力差的问题。
导电胶的高粘附性和导电性能可大大提高电极的印刷精度和导电性能,从而提高LED的发光效果和稳定性。
3.柔性显示器的制造:柔性显示器因其轻薄、可卷曲的特点,成为市场上的热门产品。
导电胶可用于柔性基底和电路之间的连接,实现柔性显示器的可靠封装和灵活性的使用。
4.电热界面材料:导电胶的高导电性能和优异的热导性能使其成为电热界面材料的重要选择。
在LED散热模块中,导电胶可以填充在散热器和LED芯片之间,提高热传递效率,从而有效降低LED的工作温度,提高其寿命和可靠性。
总结来说,导电胶作为一种具有导电性能的胶状物质,在LED产业中具有广泛应用前景。
研究者通过优化导电粒子和胶基体、提高导电胶的可重复性和可靠性等措施,不断提高导电胶的性能。
导电胶配方成分1. 导电胶的定义和用途导电胶是一种具有导电性能的胶体材料,适用于电子元件的连接、封装和保护。
导电胶通常由导电填料和胶体基质组成,能够提供电子的传导通路,保证电子元件的导电功能。
导电胶广泛应用于半导体封装、电子设备维修、导电连接、屏蔽胶等领域。
其主要优点是良好的导电性能、可靠的连接效果、方便的使用和较高的耐高温性。
2. 导电胶的成分和配方导电胶的成分主要包括导电填料和胶体基质。
2.1 导电填料导电填料是导电胶的主要成分,其作用是提供导电功能。
常见的导电填料包括:•金属填料:如银粉、铜粉、铝粉等。
金属填料具有较高的导电性能,能够提供良好的导电路径。
•导电纤维:如碳纤维、金属纤维等。
导电纤维具有较高的导电性能和柔韧性,适用于一些特殊应用场景。
•导电颗粒:如导电碳黑、导电聚合物颗粒等。
导电颗粒具有较高的导电性能和较小的粒径,适用于精细连接和封装。
导电填料的选择依据具体应用要求,例如导电性能、耐久性、成本等。
2.2 胶体基质胶体基质是导电胶的载体,起到粘附和连接导电填料的作用,同时提供一定的粘弹性和流动性。
常见的胶体基质包括:•有机胶体:如聚合物胶、硅胶等。
有机胶体具有良好的流动性和可塑性,适用于各种封装和连接场景。
•硅橡胶:如聚硅氧烷(PDMS)、硅橡胶等。
硅橡胶具有良好的耐高温性和粘附性,适用于高温环境下的导电连接和封装。
胶体基质的选择依据具体应用要求,例如粘附性、柔韧性、耐温性等。
3. 导电胶的配方设计和优化导电胶的配方设计和优化是确保导电胶具有良好性能的关键。
在配方设计过程中,需要考虑以下因素:3.1 导电性能导电性能是导电胶的核心要求之一。
为了获得良好的导电性能,可以通过调整导电填料的种类、含量和分散度,以及胶体基质的流动性和粘附性等方式来实现。
3.2 粘附性和强度导电胶需要具有良好的粘附性和强度,以确保导电连接的可靠性。
在配方设计中,可以通过添加一定比例的增粘剂、交联剂和胶凝剂等来提高导电胶的粘附性和强度。
ek1000导电胶参数摘要:一、导电胶概述1.导电胶的定义2.导电胶的分类3.ek1000导电胶的特点二、ek1000导电胶参数1.导电性能2.粘度3.固化时间4.适用范围三、ek1000导电胶应用领域1.电子元器件连接2.电路板维修3.航空航天领域4.汽车电子四、使用ek1000导电胶的注意事项1.储存条件2.操作方法3.安全措施正文:一、导电胶概述导电胶是一种具有导电性能的胶粘剂,它能够将导电材料粘接在一起,同时具备良好的粘接强度和导电性能。
根据导电粒子类型和胶粘剂基体的不同,导电胶可分为银导电胶、金导电胶、碳导电胶等。
ek1000导电胶作为一种高性能的导电胶,具有优异的导电性能和广泛的适用范围。
二、ek1000导电胶参数1.导电性能:ek1000导电胶采用纳米级导电粒子,具有高导电性能,能够满足各种导电需求。
2.粘度:ek1000导电胶具有适当的粘度,能够在粘接过程中填充微小间隙,提高粘接强度。
3.固化时间:ek1000导电胶在室温下可迅速固化,缩短生产周期。
4.适用范围:ek1000导电胶适用于各种导电材料的粘接,如金属、陶瓷、塑料等。
三、ek1000导电胶应用领域1.电子元器件连接:ek1000导电胶可用于连接电子元器件,如芯片、电阻、电容等,实现导电通路。
2.电路板维修:ek1000导电胶可用于修复损坏的电路板,恢复导电性能。
3.航空航天领域:ek1000导电胶因其优异的导电性能和耐高温性能,被广泛应用于航空航天领域。
4.汽车电子:ek1000导电胶可用于汽车电子设备的粘接和修复,提高汽车电子设备的性能。
四、使用ek1000导电胶的注意事项1.储存条件:ek1000导电胶应储存在阴凉、干燥、通风的环境中,避免阳光直射和高温。
2.操作方法:在使用ek1000导电胶时,应确保粘接表面清洁、干燥,避免操作过程中产生气泡。
导电胶的用途分析导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接.由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂, 可以选择适宜的固化温度进行粘接, 同时, 由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展, 而导电胶可以制成浆料, 实现很高的线分辨率.而且导电胶工艺简单, 易于操作, 可提高生产效率,所以导电胶是替代铅锡焊接, 实现导电连接的理想选择.1. 导电胶的导电原理导电胶的导电原理重要有两种。
第一种是导电粒子间的相互接触,形成导电通路,使导电胶具有导电性,胶层中粒子间的稳定接触是由于导电胶固化或干燥造成的。
导电胶在固化或干燥前,导电粒子在胶粘剂中是分离存在的,相互间没有连续接触,因而处于绝缘状态。
导电胶固化或干燥后,由于溶剂的挥发和胶粘剂的固化而引起胶粘剂体积的收缩,使导电粒子相互间呈稳定的连续状态,因而表现出导电性。
第二种是隧道效应使导电胶中粒子间形成一定的电流通路。
当导电粒子中的自由电子的定向运动受到阻碍,这种阻碍可视为一种具有一定势能的势垒。
根据量子力学的概念可知,对于一个微观粒子来说,即使其能量小于势垒的能量,它除了有被反射的可能性之外,也有穿过势垒的可能性,微观粒子穿过势垒的现象称为贯穿效应,也可叫做隧道效应。
电子是一种微观粒子,因而它具有穿过导电粒子间隔离层阻碍的可能性。
电子穿过隔离层几率的大小与隔离层的厚度及隔离层势垒的能量与电子能量的差值有关,厚度和差值越小,电子穿过隔离层几率就越大。
当隔离层的厚度小到一定值时,电子就很容易穿过这个薄的隔离层,使导电粒子间的隔离层变为导电层。
由隧道效应而产生的导电层可用一个电阻和一个电容来等效。
2.导电胶的分类导电胶种类很多, 按导电方向分为各向同性导电胶(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电胶(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives).ICA是指各个方向均导电的胶黏剂, 可广泛用于多种电子领域;ACA则指在一个方向上如Z方向导电, 而在X和Y方向不导电的胶黏剂.一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高, 比较不容易实现, 较多用于板的精细印刷等场合, 如平板显示器(FPDs)中的板的印刷 .按照固化体系导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等.室温固化导电胶较不稳定, 室温储存时体积电阻率容易发生变化.高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化, 固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求.目前国内外应用较多的是中温固化导电胶(低于150℃), 其固化温度适中, 与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配, 力学性能也较优异, 所以应用较广泛.紫外光固化导电胶将紫外光固化技术和导电胶结合起来, 赋予了导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围, 可用于液晶显示电致发光等电子显示技术上, 国外从上世纪九十年代开始研究, 我国近年也开始研究.3. 导电胶的组成导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成.目前市场上使用的导电胶大都是填料型.填料型导电胶的树脂基体, 原则上讲, 可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体, 常用的一般有热固性胶黏剂如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系.这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构, 提供了力学性能和粘接性能保障, 并使导电填料粒子形成通道.由于环氧树脂可以在室温或低于150℃固化, 并且具有丰富的配方可设计性能, 目前环氧树脂基导电胶占主导地位.导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能粒径要在合适的范围内, 能够添加到导电胶基体中形成导电通路.导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物4.国内外研究状况及前景目前, 国内生产导电胶的单位主要有金属研究所等, 国外企业有TeamChem Company,日本的日立公司、Three-Bond公司、美国Epoxy的公司、Ablistick公司,Loctite公司、3M公司等.国内企业有Waysharee卉贤电子, YiHua公司等. 已商品化的导电胶种主要有导电胶膏、导电胶浆、导电涂料、导电胶带、导电胶水等,组分有单、双组分.导电胶一般用于微电子封装、印刷电路板、导电线路粘接等各种电子领域中.现今国内的导电胶无论从品种和性能上与国外都没有较大差距.5.导电胶的应用领域(1)导电胶粘剂用于微电子装配,包括细导线与印刷线路、电镀底板、陶瓷被粘物的金属层、金属底盘连接,粘接导线与管座,粘接元件与穿过印刷线路的平面孔,粘接波导调谐以及孔修补.(2)导电胶粘剂用于取代焊接温度超过因焊接形成氧化膜时耐受能力的点焊.导电胶粘剂作为锡铅焊料的替代晶,其主要应用范围如:电话和移动通信系统;广播、电视、计算机等行业;汽车工业;医用设备;解决电磁兼容(EMC)等方面.(3)导电胶粘剂的另一应用就是在铁电体装置中用于电极片与磁体晶体的粘接.导电胶粘剂可取代焊药和晶体因焊接温度趋于沉积的焊接.用于电池接线柱的粘接是当焊接温度不利时导电胶粘剂的又一用途.(4)导电胶粘剂能形成足够强度的接头,因此,可以用作结构胶粘剂.( 5)国内外导电胶的应用情况-导电胶后起之秀目前国内市场上一些高尖端的领域使用的导电胶主要以进口为主:美国的Ablistick公司、3M公司几乎占领了全部的IC和LED领域,日本的住友和台湾翌华也有涉及这些领域.日本的公司则控制了整个的石英晶体谐振器方面导电胶的应用.国内的导电胶主要使用在一些中、低档的产品上,这方面的市场主要由金属研究所占有. 最近几年上海卉贤电子有致力于这方面的发展, 主要时下的性价比非常高.(6)导电胶粘剂用于微电子装配,包括细导线与印刷线路、电镀底板、陶瓷被粘物的金属层、金属底盘连接,粘接导线与管座,粘接元件与穿过印刷线路的平面孔,粘接波导调谐以及孔修补. (2)导电胶粘剂用于取代焊接温度超过因焊接形成氧化膜时耐受能力的点焊.导电胶粘剂作为锡铅焊料的替代晶,其主要应用范围如:电话和移动通信系统;广播、电视、计算机等行业;汽车工业;医用设备;解决电磁兼容(EMC)等方面.(7)导电胶粘剂的另一应用就是在铁电体装置中用于电极片与磁体晶体的粘接.导电胶粘剂可取代焊药和晶体因焊接温度趋于沉积的焊接.用于电池接线柱的粘接是当焊接温度不利时导电胶粘剂的又一用途.(8)导电胶粘剂能形成足够强度的接头,因此,可以用作结构胶粘剂.近来,国内出现了室温保存型导电胶,该类导电胶是对传统导电胶的突破。
什么是导电胶:导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分,通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起,形成导电通路,实现被粘材料的导电连接。
由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂,可以选择适宜的固化温度进行粘接,同时,由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展,而导电胶可以制成浆料,实现很高的线分辨率。
而且导电胶工艺简单,易于操作,可提高生产效率,所以导电胶是替代铅锡焊接,实现导电连接的理想选择。
导电胶的优点及存在的问题导电胶是一种既具有粘接性,又具有导电性的特殊胶粘剂,通常由树脂基体、导电填料等组成[4,8]。
与Pb-Sn焊料相比,导电胶的优点[1,5-6]:①线分辨率高,适用于更精细的引线间距和高密度I/O组装,并且自身密度小,符合微电子产品微型化、轻量化的发展要求;②不含铅类及其他有毒金属,互连过程中无需预清洗和去残清洗,是一种环保型胶粘剂;③可低温连接,尤其适用于热敏元器件的互连;④具有良好的柔性和抗疲劳性;⑤能与不同基板连接,包括陶瓷、玻璃和其他非可焊性表面的互连。
因此,导电胶被公认为是下一代电子封装中的连接材料。
导电胶的缺点[4-5,8]:①电导率偏低,目前大多数导电胶的体积电阻率仍维持在10-3~10-4Ω·cm,与钎料接头( ×l0-5Ω·cm)的体积电阻率相比仍有很大差距,并且导热性差,这就限制了导电胶在功率元件上的使用;②接触电阻稳定性差,在湿热环境中,导电胶接头的接触电阻随时间延长而迅速升高;③粘接的力学性能较差;④导电填料(如银粉导电胶中的银等)易迁移。
导电胶的上述缺点在很大程度上限制了其在某些领域的应用,故目前Pb-Sn焊料和其他合金焊料仍大量应用于电子表面封装。
因此,改善导电胶的性能、拓宽其应用范围已成为该研究领域的重要课题。
一、胶水是有有效期的,一个胶水的有效期为18-36个月,如果保存得当,可适当延长其寿命。
胶水导电胶是一种特殊的胶水,其中添加了导电填料,使其在干燥后具有导电性。
它通常用于电子设备中的接合和连接,如PCB印刷电路板的焊接、LED灯珠的粘贴和连接线的固定等。
它可以提供良好的电气连接和机械稳定性,可以在高温环境下工作,并且可以提供防止水分侵入的保护。
胶水导电胶通常是双组分的,其中一个组分是胶水,另一个组分是硬化剂。
在使用前需要将两者混合在一起,并在规定的时间内使用,否则会造成无法固化或质量不稳定。
在使用时需要注意对健康的影响,因为它可能对皮肤和眼睛有刺激作用。
需要戴防护手套和眼睛防护设备。
导电胶的用途分析导电胶是一种能够导电的胶水材料,主要是由导电粒子和胶粘剂组成。
因其独特的导电性能,导电胶在许多领域都有广泛的应用。
下面将对导电胶的用途进行详细分析。
首先,在电子制造领域,导电胶是一种常见的组件连接材料。
导电胶可以用于电子元件之间的连接方式,如IC芯片和导线的连接。
相比传统的焊接方法,导电胶可以实现无焊接站,简化组装工艺,提高生产效率。
此外,导电胶还可以用于电路板的修复,可以粘合损坏的导线、插针和其他电子元件,能够快速恢复电路板的正常功能。
其次,在触摸屏和显示屏制造领域,导电胶也有着重要的应用。
触摸屏通常由导电层与玻璃基板组成,导电胶可以被应用于导电层的制备过程中,用于粘合导电膜与基板。
导电胶具有优秀的导电性能和粘接性能,能够确保导电层与基板之间的良好粘附,并保证触摸屏的灵敏度和稳定性。
此外,在电磁屏蔽领域,导电胶也扮演着重要的角色。
电子设备中的电磁辐射会对周围的电子设备产生干扰,导电胶可以用于制备电磁屏蔽材料,用于桥接设备之间的间隙,阻止电磁波的传播。
导电胶能够有效地屏蔽电磁波,保护电子设备的正常运行,并提高设备的抗干扰能力。
导电胶还在柔性电子领域有着广泛的应用。
柔性电子是一种新兴的电子技术,可以将电子器件制备在柔性基材上,可以实现更大的可曲性和可折叠性。
导电胶可以用于柔性电子器件的制备过程中,用于连接电子元件和柔性基材。
导电胶具有良好的柔韧性和粘接性能,能够适应柔性基材的形变,并保证电子器件的可靠连接。
最后,在生物医学领域,导电胶也有着重要的应用。
导电胶能够作为电刺激剂和传感器的载体,用于生物医学信号的检测和调控。
导电胶可以用于制备与生物组织接触的电极,可以实现生物信号的采集和干预。
导电胶对生物体的刺激性较小,并且有良好的生物相容性,不会对生物组织产生不良影响。
总之,导电胶是一种多功能的材料,具有良好的导电性能和粘接性能。
其在电子制造、触摸屏制造、电磁屏蔽、柔性电子和生物医学等领域都有广泛的应用。
导电胶的原理和使用方法导电胶是一种具有导电性能的胶水,通常用于连接电子元件或修复导电材料表面的损坏。
它的原理和使用方法对于电子行业和电子爱好者来说非常重要。
本文将介绍导电胶的原理和使用方法,希望能为大家带来一些帮助。
首先,我们来了解一下导电胶的原理。
导电胶的导电性能主要来自于其中的导电填料,通常是金属粉末或碳粉等。
这些导电填料在胶水中均匀分布,形成了导电网络。
当导电胶涂抹在导电材料表面时,导电填料之间形成了导电路径,从而实现了导电的功能。
除了导电填料,导电胶中还含有树脂基质和溶剂等成分,它们能够固化成胶体,起到粘合和固定导电填料的作用。
接下来,我们来谈谈导电胶的使用方法。
首先,使用导电胶之前,需要将待粘合的表面清洁干净,以确保胶水能够充分接触到表面。
然后,将导电胶均匀涂抹在需要导电的区域,可以使用刷子、棉签或注射器等工具进行涂抹。
在涂抹完成后,需要等待一定时间让导电胶固化成胶体,形成稳定的导电路径。
固化的时间和温度取决于具体的导电胶产品,一般在常温下需要几小时到一天的时间。
最后,检查导电胶是否涂抹均匀,并且导电性能是否符合要求。
除了一般的导电胶,还有一种叫做热导电胶的产品。
热导电胶是一种在高温下具有导热性能的胶水,通常用于电子元件与散热器之间的导热接触。
它的原理和使用方法与普通导电胶类似,但需要注意的是,热导电胶在使用时需要考虑其导热性能和耐高温的特点。
总的来说,导电胶的原理和使用方法并不复杂,但需要注意一些细节。
选择合适的导电胶产品、正确的涂抹方法和固化条件,可以确保导电胶的良好导电性能和粘合性能。
希望本文能够帮助大家更好地理解导电胶,并在实际应用中发挥作用。
导电胶的应用和研究1.导电胶的概述导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。
由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂, 可以选择适宜的固化温度进行粘接, 如环氧树脂胶黏剂可以在室温至150℃固化, 远低于锡铅焊接的200℃以上的焊接温度, 这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。
同时, 由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展, 铅锡焊接的0.65mm的最小节距远远满足不了导电连接的实际需求, 而导电胶可以制成浆料, 实现很高的线分辨率。
而且导电胶工艺简单, 易于操作, 可提高生产效率, 也避免了锡铅焊料中重金属铅引起的环境污染。
所以导电胶是替代铅锡焊接, 实现导电连接的理想选择。
目前导电胶已广泛应用于液晶显示屏(LCD)、发光二极管(LED)、集成电路(IC)芯片、印刷线路板组件(PCBA)、点阵块、陶瓷电容、薄膜开关、智能卡、射频识别等电子元件和组件的封装和粘接, 有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势。
2. 导电胶的分类及组成2.1 导电胶的分类导电胶种类很多, 按导电方向分为各向同性导电胶(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电胶(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives)。
ICA是指各个方向均导电的胶黏剂, 可广泛用于多种电子领域;ACA则指在一个方向上如Z方向导电, 而在X和Y方向不导电的胶黏剂。
一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高, 比较不容易实现, 较多用于板的精细印刷等场合, 如平板显示器(FPDs)中的板的印刷。
按照固化体系导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。
导电胶的应用和研究
1.导电胶的概述
导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为
主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。
由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂, 可以选择适宜的固化温度进行粘接, 如环氧树脂胶黏剂可以在室温至150℃固化, 远低于锡铅焊接的200℃以上的焊接温度, 这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。
同时, 由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展, 铅锡焊接的0.65mm的最小节距远远满足不了导电连接的实际需求, 而导电胶可以制成浆料, 实现很高的线分辨率。
而且导电胶工艺简单, 易于操作, 可提高生产效率, 也避免了锡铅焊料中重金属铅引起的环境污染。
所以导电胶是替代铅锡焊接, 实现导电连接的理想选择。
目前导电胶已广泛应用于液晶显示屏(LCD)、发光二极管(LED)、集成电路(IC)芯片、印刷线路板组件(PCBA)、点阵块、陶瓷电容、薄膜开关、智能卡、射频识别等电子元件和组件的封装和粘接, 有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势。
2. 导电胶的分类及组成
2.1 导电胶的分类
导电胶种类很多, 按导电方向分为各向同性导电胶(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电胶(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives)。
ICA是指各个方向均导电的胶黏剂, 可广泛用于多种电子领域;ACA则指在一个方向上如Z方向导电, 而在X和Y方向不导电的胶黏剂。
一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高, 比较不容易实现, 较多用于板的精细印刷等场合, 如平板显示器(FPDs)中的板的印刷。
按照固化体系导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。
其中uninwell International只从收购Breakover-quick以后,成为导电胶全球产品线最齐全的企业集团,产品涵盖室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。
室温固化导电胶较不稳定, 室温储存时体积电阻率容易发生变化。
高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化, 固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求。
目前国内外应用较多的是中温固化导电胶(低于150℃), 其固化温度适中, 与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配, 力学性能也较优异, 所以应用较广泛。
紫外光固化导电胶将紫外光固化技术和导电胶结合起来, 赋予了导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围, 可用于液晶显示电致发光等电子显示技术上, 国外从上世纪九十年代开始研究,其中uninwell International的BQ-6999系列紫外光固化导电银胶属于行业首创,得到客户的普遍认可和高端客户的大力追捧。
2.2导电胶的组成
导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成。
目前市场上使用的导电胶大都是填料型。
填料型导电胶的树脂基体, 原则上讲, 可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体, 常用的一般有热固性胶
黏剂如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚
醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。
这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构, 提供了力学性能和粘接性能保障, 并使导电填料粒子形成通道。
由于环氧树脂可以在室温或低于150℃固化, 并且具有丰富的配方可设计性能, 目前环氧树脂基导电胶占主导地位。
导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能粒径要在合适的范围内, 能够添加到导电胶基体中形成导电通路。
导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物
3.国内外研究状况及前景
目前, 国内生产导电胶的单位主要有上海合成
树脂研究所, 国外企业有uninwell International,美国Epoxy的公司、Ablistick公司,Loctite公司、3M公司,日本的日立公司、Three-Bond公司等。
已商品化的导电胶种主要有导电胶膏、导电胶浆、导电涂料、导电胶带等组分有单、双组分。
导电胶一般用于微电子封装、印刷电路板、导电线路粘接等各种电子领域中。
现今国内的导电胶无论从品种和性能上与国外都有较大差距。
导电胶作为锡膏的换代产品有着广阔的前景,但是目前与锡膏或锡焊相比仍存在着成本高的问题, 而且导电稳定性和耐久性仍有待于提高。
今后的研究方向首先是对现有粘接体系的改进, 如对环氧树脂的稀释、复合和改性, 使其既有着良好的力学性能又与导电粒子有良好的配合和适宜的润湿作用。
通过对固化动力学的研究, 分析固化过程中活性基团的变化以及交联网络的形成过程中导电粒子聚集态的变化规律, 优化
固化体系。
第二是制备出导电率高、性能稳定、耐腐蚀和环境影响的导电粒子, 降低成本, 并提高导电胶的稳定性和可靠性。
第三是发展新型的固化方式, 提高其工艺性, 实现低温或者室温固化, 如固化、电子束固化等。
这方面的研究工作虽已开展, 但大多仍局限于研究阶段, 还有很多工作仍待进行。
4.导电胶的应用领域
(1)导电胶粘剂用于微电子装配,包括细导线与印刷线路、电镀底板、陶瓷被粘物的金属层、金属底盘连接,粘接导线与管座,粘接元件与穿过印刷线路的平面孔,粘接波导调谐以及孔修补。
(2)导电胶粘剂用于取代焊接温度超过因焊接形成氧化膜时耐受能力的点焊。
导电胶粘剂作为锡铅焊料的替代晶,其主要应用范围如:电话和移动通信系统;广播、电视、计算机等行业;汽车工业;医用设备;解决电磁兼容(EMC)等方面。
(3)导电胶粘剂的另一应用就是在铁电体装置中用于电极片与磁体晶体的粘接。
导电胶粘剂可取代焊药和晶体因焊接温度趋于沉积的焊接。
用于电池接线柱的粘接是当焊接温度不利时导电胶粘剂的又一用途。
(4)导电胶粘剂能形成足够强度的接头,因此,可以用作结构胶粘剂。
5.国内外导电胶的应用情况
目前国内市场上一些高尖端的领域使用的导电胶主要以进口为主:uninwell International,Ablistick公司,3M公司几乎占领了全部的IC和LED领域,日本的住友和台湾翌华也有涉及这些领域。
日本的Three-Bond公司则控制了整个的石英晶体谐振器方面导电胶的应用。
国内的导电胶主要使用在一些低档的产品上,这方面的市场主要由上海合成树脂所占有。
uninwell InternationalBQ的系列的导电胶主要适用于LCM,LED发光二极管,FV太阳能电池组件,TP触摸屏,光通讯器件,电子标签,电子纸,智能卡封装,EL冷光片,无源器件,封装测试,SMT表面
贴装,摄像头,手机组装,电脑装配,DVD,数码产品,半导体芯片,传感器,电气绝缘,汽车电子,医疗器械等行业的各种电子元件和组件的封装以及粘结等。
5.导电胶的应用及面临的技术难题
电胶主要存在以下问题:
(1)电导率低,对于一般的元器件,大多导电胶均可接受,但对于功率器件,则不一定。
(2)粘接效果受元器件类型、PCB(印刷线路板)类型影响较大;
(3)固化时间长。
由基体树脂和金属导电粒子组成的导电胶,其电导率往往低于Pb/Sn焊料。
为了解决这一问题,国内外的科研工作者做了以下的努力:增加树脂网络的固化收缩率;用短的二羧酸链去除金属填充物表面的润滑剂;用醛类去除金属填充物表面的金属氧化物;采用纳米级的填充粒子等。
(4)导电胶的另一个技术问题是相对较低的粘接强度,在节距小的连接中,粘接强度直接影响元件的抗冲击性能。
6.结束语
微电子封装技术正处于高速发展阶段, 导电胶以其诸多优点成为锡铅焊料未来可能的替代品, 但仍存在许多制约其广泛应用的缺陷, 目前对导电胶的研究主要集中在下述几个方面。
(1) 新体系的开发
现在使用的导电胶大部分都是环氧树脂体系。
但是,环氧树脂存在固化温度高、易吸水等缺点,环氧树脂导电胶的粘接强度相对Pb /Sn 体系偏低,银系导电胶有银迁移和腐蚀作用; 铜和镍易氧化,导电胶中多用胺类等污染环境的固化剂及偶合剂,导电率较低且固化时间相对较长。
因此, 聚合物的共混( 导电胶和导电聚合物的共混, 改善其综合性能) 和改性、固化剂的改性以及导电粒子的表面活性处理、覆镀合金或低共熔合金和由此制备的新型导电聚合物是近几年的研究重点。
(2) 固化动力学的研究
通过固化动力学的研究, 可以对导电胶的聚合过程得到更深的认识, 为选择高效率的固化剂提供指导固化动力学的研究可以通过原位红外光谱分析来实现。
通过对固化过程中活性基团红外光谱的原位分析推断固化过程中发生的反应, 进而优化固化体系。
(3) 新固化方式的实现
UninwellInternational开发的低温固化导电银胶,室温快速固化导电银胶BQ-6880系列得到全球很多大客户的青睐,是未来连接材料的发展趋势。
BQ-6999系列紫外光固化导电银胶也为很多客户极大提高了生产效率,成为今后需要提高效率的首选导电银胶。
此产品利用UV固化、电子束固化得到接近金属焊料的连接强度。
目前我国电子产业正大量引进和开发SMT 生产线, 导电胶在我国必然有广阔的应用前景。
但我国在这方面的研究起步较晚, 目前所需用的高性能导电胶主要依赖进口, 因此必须大力加强粘接温度和固化时间、粘接压力、粒子含量等因素导电胶可靠性的影响的研究和应用开发, 制备出新型的导电胶, 以提高我国电子产品封装业的国际竞争力。