導(dǎo)電膠是一種固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性能的膠黏劑，它通常以基體樹(shù)脂和導(dǎo)電填料即導(dǎo)電粒子為主要組成成分，通過(guò)基體樹(shù)脂的粘接作用把導(dǎo)電粒子結(jié)合在一起，形成導(dǎo)電通路，實(shí)現(xiàn)被粘材料的導(dǎo)電連接。由于導(dǎo)電膠的基體樹(shù)脂是一種膠黏劑。
可以選擇適宜的固化溫度進(jìn)行粘接，同時(shí)，由于電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發(fā)展，而導(dǎo)電膠可以制成漿料，實(shí)現(xiàn)很高的線分辨率。而且導(dǎo)電膠工藝簡(jiǎn)單，易于操作，可提高生產(chǎn)效率，所以導(dǎo)電膠是替代鉛錫焊接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接的理想選擇。
1、導(dǎo)電膠的導(dǎo)電原理
導(dǎo)電膠的導(dǎo)電原理重要有兩種。
第一種是導(dǎo)電粒子間的相互接觸，形成導(dǎo)電通路，使導(dǎo)電膠具有導(dǎo)電性，膠層中粒子間的穩(wěn)定接觸是由于導(dǎo)電膠固化或干燥造成的。導(dǎo)電膠在固化或干燥前，導(dǎo)電粒子在膠粘劑中是分離存在的，相互間沒(méi)有連續(xù)接觸，因而處于絕緣狀態(tài)。導(dǎo)電膠固化或干燥后，由于溶劑的揮發(fā)和膠粘劑的固化而引起膠粘劑體積的收縮，使導(dǎo)電粒子相互間呈穩(wěn)定的連續(xù)狀態(tài)，因而表現(xiàn)出導(dǎo)電性。
第二種是隧道效應(yīng)使導(dǎo)電膠中粒子間形成一定的電流通路。當(dāng)導(dǎo)電粒子中的自由電子的定向運(yùn)動(dòng)受到阻礙，這種阻礙可視為一種具有一定勢(shì)能的勢(shì)壘。根據(jù)量子力學(xué)的概念可知，對(duì)于一個(gè)微觀粒子來(lái)說(shuō)，即使其能量小于勢(shì)壘的能量，它除了有被反射的可能性之外，也有穿過(guò)勢(shì)壘的可能性，微觀粒子穿過(guò)勢(shì)壘的現(xiàn)象稱為貫穿效應(yīng)，也可叫做隧道效應(yīng)。電子是一種微觀粒子，因而它具有穿過(guò)導(dǎo)電粒子間隔離層阻礙的可能性。電子穿過(guò)隔離層幾率的大小與隔離層的厚度及隔離層勢(shì)壘的能量與電子能量的差值有關(guān)，厚度和差值越小，電子穿過(guò)隔離層幾率就越大。當(dāng)隔離層的厚度小到一定值時(shí)，電子就很容易穿過(guò)這個(gè)薄的隔離層，使導(dǎo)電粒子間的隔離層變?yōu)閷?dǎo)電層。由隧道效應(yīng)而產(chǎn)生的導(dǎo)電層可用一個(gè)電阻和一個(gè)電容來(lái)等效。
2、導(dǎo)電膠的分類
導(dǎo)電膠種類很多，按導(dǎo)電方向分為各向同性導(dǎo)電膠（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向異性導(dǎo)電膠（ACAs，Anisotropic Conductive Adhesives）.ICA是指各個(gè)方向均導(dǎo)電的膠黏劑，可廣泛用于多種電子領(lǐng)域；ACA則指在一個(gè)方向上如Z方向?qū)щ?，而在X和Y方向不導(dǎo)電的膠黏劑。一般來(lái)說(shuō)ACA的制備對(duì)設(shè)備和工藝要求較高，比較不容易實(shí)現(xiàn)，較多用于板的精細(xì)印刷等場(chǎng)合， 如平板顯示器（FPDs）中的板的印刷。
按照固化體系導(dǎo)電膠又可分為室溫固化導(dǎo)電膠、中溫固化導(dǎo)電膠、高溫固化導(dǎo)電膠、紫外光固化導(dǎo)電膠等。室溫固化導(dǎo)電膠較不穩(wěn)定，室溫儲(chǔ)存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化。高溫導(dǎo)電膠高溫固化時(shí)金屬粒子易氧化，固化時(shí)間要求必須較短才能滿足導(dǎo)電膠的要求。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的是中溫固化導(dǎo)電膠（低于150℃），其固化溫度適中，與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配，力學(xué)性能也較優(yōu)異，所以應(yīng)用較廣泛。紫外光固化導(dǎo)電膠將紫外光固化技術(shù)和導(dǎo)電膠結(jié)合起來(lái)，賦予了導(dǎo)電膠新的性能并擴(kuò)大了導(dǎo)電膠的應(yīng)用范圍，可用于液晶顯示電致發(fā)光等電子顯示技術(shù)上，國(guó)外從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始研究，我國(guó)近年也開(kāi)始研究。
3、導(dǎo)電膠的組成
導(dǎo)電膠主要由樹(shù)脂基體、導(dǎo)電粒子和分散添加劑、助劑等組成。目前市場(chǎng)上使用的導(dǎo)電膠大都是填料型。
填料型導(dǎo)電膠的樹(shù)脂基體，原則上講，可以采用各種膠勃?jiǎng)╊愋偷臉?shù)脂基體，常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化后形成了導(dǎo)電膠的分子骨架結(jié)構(gòu)，提供了力學(xué)性能和粘接性能保障，并使導(dǎo)電填料粒子形成通道。由于環(huán)氧樹(shù)脂可以在室溫或低于150℃固化，并且具有豐富的配方可設(shè)計(jì)性能，目前環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電膠占主導(dǎo)地位。
導(dǎo)電膠要求導(dǎo)電粒子本身要有良好的導(dǎo)電性能粒徑要在合適的范圍內(nèi)，能夠添加到導(dǎo)電膠基體中形成導(dǎo)電通路。導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導(dǎo)電化合物。
4、導(dǎo)電膠的應(yīng)用領(lǐng)域
?。?）導(dǎo)電膠粘劑用于微電子裝配，包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤(pán)連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過(guò)印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ)。
?。?）導(dǎo)電膠粘劑用于取代焊接溫度超過(guò)因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊。導(dǎo)電膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶，其主要應(yīng)用范圍如：電話和移動(dòng)通信系統(tǒng)；廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè)；汽車工業(yè)；醫(yī)用設(shè)備；解決電磁兼容(EMC)等方面。
?。?）導(dǎo)電膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接。導(dǎo)電膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電膠粘劑的又一用途。
（4）導(dǎo)電膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭，因此，可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。
（5）國(guó)內(nèi)外導(dǎo)電膠的應(yīng)用情況-導(dǎo)電膠后起之秀。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上一些高尖端的領(lǐng)域使用的導(dǎo)電膠主要以進(jìn)口為主：美國(guó)的Ablistick公司、3M公司幾乎占領(lǐng)了全部的IC和LED領(lǐng)域，日本的住友和臺(tái)灣翌華也有涉及這些領(lǐng)域。日本的公司則控制了整個(gè)的石英晶體諧振器方面導(dǎo)電膠的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)的導(dǎo)電膠主要使用在一些中、低檔的產(chǎn)品上，這方面的市場(chǎng)主要由金屬研究所占有。最近幾年上?；苜t電子有致力于這方面的發(fā)展，主要時(shí)下的性價(jià)比非常高。
?。?）導(dǎo)電膠粘劑用于微電子裝配，包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤(pán)連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過(guò)印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ)。導(dǎo)電膠粘劑用于取代焊接溫度超過(guò)因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊。導(dǎo)電膠粘劑作為錫鉛焊料的替代晶，其主要應(yīng)用范圍如：電話和移動(dòng)通信系統(tǒng)；廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè)；汽車工業(yè)；醫(yī)用設(shè)備；解決電磁兼容(EMC)等方面。
?。?）導(dǎo)電膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接。導(dǎo)電膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電膠粘劑的又一用途。
?。?）導(dǎo)電膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭，因此，可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。
目前我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)正大量引進(jìn)和開(kāi)發(fā)SMT生產(chǎn)線，導(dǎo)電膠在我國(guó)必然有廣闊的應(yīng)用前景。但我國(guó)在這方面的研究起步較晚，目前所需用的高性能導(dǎo)電膠主要依賴進(jìn)口， 因此必須大力加強(qiáng)粘接溫度和固化時(shí)間、粘接壓力、粒子含量等因素導(dǎo)電膠可靠性的影響的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)，制備出新型的導(dǎo)電膠，以提高我國(guó)電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
