導(dǎo)電膠就是一種經(jīng)過固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性的膠粘劑,具備導(dǎo)電性能和粘結(jié)性能,它可以將多種導(dǎo)電材料連接在一起,使被連接材料間形成導(dǎo)電通路。它是通過將導(dǎo)電填料填充在有機(jī)聚合物基體中,從而使其具有與金屬相近的導(dǎo)電性能。與普通導(dǎo)電聚合物不同的是,導(dǎo)電膠要求體系在儲存條件下具有流動性,通過加熱或其他方式可以發(fā)生固化,從而形成具有一定強(qiáng)度的連接。
一、導(dǎo)電膠的組成
導(dǎo)電膠一般是由基體和導(dǎo)電填料兩部分組成:
(1)導(dǎo)電膠的基體基體包括預(yù)聚體、固化劑(交聯(lián)劑)、稀釋劑及其他添加劑(增塑劑、偶聯(lián)劑、消泡劑等)。
預(yù)聚體是導(dǎo)電膠的主要組分之一,它含有活性基團(tuán),加入固化劑后可以進(jìn)行固化。預(yù)聚體固化后形成了導(dǎo)電膠的分子骨架,同時(shí)提供了粘接性能和力學(xué)性能的保障,并能使導(dǎo)電填料粒子形成通道。
常用的聚合物基體包括環(huán)氧樹脂、酚醛類樹脂、聚酸亞胺、聚氨酷等。與其他樹脂相比,環(huán)氧樹脂具有穩(wěn)定性好、耐腐蝕、收縮率低、粘接強(qiáng)度高、粘接面廣以及加工性好等優(yōu)點(diǎn),因此,環(huán)氧樹脂是目前研究最多、使用最廣的基體材料。但是環(huán)氧樹脂具有吸濕性,且耐熱性較差,所以對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性,通過對環(huán)氧樹脂主漣結(jié)構(gòu)和取代基進(jìn)行調(diào)整,得到綜合性能更高的改性樹脂的研究正在開發(fā)中。
固化劑是多官能團(tuán)化合物,可以連接預(yù)聚體,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),也是固化后體系的一部分。稀釋劑是導(dǎo)電膠的另一個(gè)重要組分。它可以調(diào)節(jié)體系的粘度,使導(dǎo)電粒子能較好的分散在基體樹脂中,同時(shí)在導(dǎo)電粒子和膠層及被粘接電子元器件間形成了良好的導(dǎo)電接觸。
稀釋劑分為活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩類,其中活性稀釋劑含有活性端基,可以參加交聯(lián)反應(yīng),固化前不需去除,固化后成為體系的一部分;非活性稀釋劑不參與交聯(lián),僅起調(diào)節(jié)作用,固化前需要除去。預(yù)聚體、交聯(lián)劑和稀釋劑是固化過程中體積變化的主要影響因素。
為了提高導(dǎo)電膠的性能,有時(shí)還需加入偶聯(lián)劑、增塑劑、消泡劑等各種添加劑。偶聯(lián)劑可改善導(dǎo)電填料在樹脂基體中的分散性,同時(shí)還能改善導(dǎo)電膠的表面性能,增加界面的粘附性能。加入增塑劑可以提高膠層的柔韌性和粘接強(qiáng)度。消泡劑在導(dǎo)電膠的制備過程中,可降低表面張力,消除物料混合過程中產(chǎn)生的泡沫。
(2)導(dǎo)電填料導(dǎo)電填料主要是通常有碳、金屬、金屬氧化物三大類。
碳類材料中的炭黑的導(dǎo)電性很好,但存在加工困難的問題;石墨很難粉碎和分散,且導(dǎo)電性隨產(chǎn)地等變化較大。碳類填料一般選用炭黑和石墨的混合粉末。金屬氧化物導(dǎo)電性普遍較差。
常用的填料多為Au、Ag、Cu、Ni等電阻率較低的金屬粉末。Au粉具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性,是最理想的導(dǎo)電填料,但價(jià)格昂貴,一般只在要求較高的情況下使用。Ag粉價(jià)格相對較低,導(dǎo)電性較好,且在空氣中不易氧化,但在潮濕的環(huán)境下會發(fā)生電遷移現(xiàn)象,使得導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能下降。Cu粉和Ni粉具有較好的導(dǎo)電性,成本低,但在空氣中容易氧化,使得導(dǎo)電性變差。因此,導(dǎo)電填料一般選用Ag或cu。
導(dǎo)電填料的粒度和形狀對導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能有直接影響。粒度大的填料導(dǎo)電效果優(yōu)于小的,但同時(shí)會帶來連接強(qiáng)度的降低。不定形(片狀或纖維狀)的填料導(dǎo)電性能和連接強(qiáng)度優(yōu)于球形的。但各向異性導(dǎo)電膠只能用粒度分布較窄的球形填料。不同粒度和形狀的填料配合使用可以得到較好的導(dǎo)電性能和連接強(qiáng)度。
二、導(dǎo)電膠的優(yōu)點(diǎn)
導(dǎo)電膠的產(chǎn)生背景隨著科技的進(jìn)步,電子元件不斷向微型化的方向發(fā)展,器件集成度不斷提高,要求連接材料具有很高的線分辨率,傳統(tǒng)的連接材料Pb /Sn焊料只能應(yīng)用在0 . 65mm以下節(jié)距的連接, 無法滿足工藝需要;連接工藝中溫度高于230℃產(chǎn)生的熱應(yīng)力也會損傷器件和基板,此外,Pb /Sn焊料中的鉛為有毒物質(zhì)。人們迫切需要新型無鉛連接材料。
導(dǎo)電膠作為一種Pb/Sn焊料的替代品應(yīng)運(yùn)而生。與Pb /Sn焊料相比,它具有五大優(yōu)點(diǎn):
(1)線分辨率大大提高,能適應(yīng)更高的I/O密度;
(2)涂膜工藝簡單,連接步驟少;
(3)固化溫度低,減少能耗,避免基材損傷,可應(yīng)用在對溫度敏感的材料或無法焊接的材料上。
(4)熱機(jī)械性能好,韌性比合金焊料好,接點(diǎn)抗疲勞性高;
(5)與大部分材料潤濕良好。
三、導(dǎo)電膠的分類
(1)按基體可分為熱塑性導(dǎo)電膠和熱固性導(dǎo)電膠。熱塑性導(dǎo)電膠的基體樹脂分子鏈很長,且支鏈少,在高溫下固化時(shí)流動性較好,可重復(fù)使用。而熱固性導(dǎo)電膠的基體材料最初是單體或預(yù)聚合物,在固化過程中發(fā)生聚合反應(yīng),高分子鏈連接形成交聯(lián)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),高溫下不易流動。
(2)按導(dǎo)電機(jī)理分為本征導(dǎo)電膠和復(fù)合導(dǎo)電膠。本征導(dǎo)電膠是指分子結(jié)構(gòu)本身具有導(dǎo)電功能的共扼聚合物,這類材料電阻率較高,導(dǎo)電穩(wěn)定性及重復(fù)性較差,成本也較高,故很少研究。復(fù)合導(dǎo)電膠是指在有機(jī)聚合物基體中添加導(dǎo)電填料,從而使其具有與金屬相近的導(dǎo)電性能,目前的研究主要集中在這一塊。
(3)按導(dǎo)電方向分為各向同性(ICAs)和各向異性(ACAs)兩大類。前者在各個(gè)方向有相同的導(dǎo)電性能;后者在XY方向是絕緣的,而在Z方向上是導(dǎo)電的。通過選擇不同形狀和添加量的填料,可以分別做成各向同性或各向異性導(dǎo)電膠。兩種導(dǎo)電膠各有所長,目前的研究主要集中在后者。
(4)按照固化體系的不同,導(dǎo)電膠可分為室溫固化導(dǎo)電膠、中溫固化導(dǎo)電膠、高溫固化導(dǎo)電膠和紫外光固化導(dǎo)電膠等。室溫固化需要的時(shí)間太長,一般需要數(shù)小時(shí)到幾天,且室溫儲存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化,因此工業(yè)上較少使用。中溫固化導(dǎo)電膠力學(xué)性能優(yōu)異,且固化溫度一般低于150℃,此溫度范圍能較好地匹配電子元器件的使用溫度和耐溫能力,因此是目前應(yīng)用較多的導(dǎo)電膠。高溫固化導(dǎo)電膠高溫固化時(shí),金屬粒子容易被氧化,固化速度快,導(dǎo)電膠使用時(shí)要求固化時(shí)間須較短,因此也使用較少。紫外光固化導(dǎo)電膠主要是依靠紫外光的照射引起樹脂基體發(fā)生固化反應(yīng),固化速度較快,樹脂基體在避光的條件下可以保存較長時(shí)間,是一種新型的固化方式。這種新型的固化方式將紫外光固化技術(shù)和一導(dǎo)電膠結(jié)合起來,賦予了導(dǎo)電膠新的性能。目前這方面的研究也是人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
(5)按導(dǎo)電粒子分類的導(dǎo)電膠又可以分為金導(dǎo)電膠、銀導(dǎo)電膠、銅導(dǎo)電膠、碳類導(dǎo)電膠、納米碳管導(dǎo)電膠等。
四、影響導(dǎo)電膠性能的因素
(1)導(dǎo)電粒子
導(dǎo)電粒子是導(dǎo)電膠中導(dǎo)電性的來源,不同導(dǎo)電粒子的各參數(shù)不同,添加人導(dǎo)電膠后其導(dǎo)電性和膠體的其他性能也有所不同。自身導(dǎo)電性高、粒子間排列較集中、表面處理較好的導(dǎo)電粒子其導(dǎo)電性也高,對膠體的聚合固化行為也更敏感。導(dǎo)電粒子粒徑不但對導(dǎo)電膠的形貌有影響,同樣對粘接性能也有一定的影響,粒徑較小的在基體樹脂中分散較均勻、固化后較致密,粘接力學(xué)性能也較好。主要影響因素為導(dǎo)電粒子的形貌和粒徑尺寸及導(dǎo)電粒子的用量。
(2)樹脂體系和固化工藝
樹脂體系作為導(dǎo)電膠力學(xué)性能和粘接性能的主要來源,其選擇很重要。根據(jù)不同力學(xué)性能和用途的需要選擇不同的樹脂體系。常用的樹脂體系為環(huán)氧樹脂,其粘接性好,粘度低,固化溫度適中,適合導(dǎo)電膠的制備,一般用于常溫固化或中溫固化導(dǎo)電膠中。根據(jù)電子元器件的要求,需要高溫固化時(shí),可以使用聚酞亞胺樹脂作為基體樹脂或是在傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂中加人耐高溫物質(zhì)如雙馬來酞亞胺樹脂提高耐熱性。用于光敏固化的導(dǎo)電膠的樹脂體系選擇丙烯酸環(huán)氧類光敏物質(zhì)。固化工藝對導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性有一定的影響。加熱固化時(shí),應(yīng)盡量縮短凝膠點(diǎn)以前的時(shí)間,因?yàn)槟z時(shí)間長,會導(dǎo)致膠黏劑對導(dǎo)電粒子表面進(jìn)行充分的包覆,降低導(dǎo)電性,所以加熱固化時(shí)一般都是直接置于固化溫度下固化,以減少潤濕包覆帶來的不利影響。固化溫度和時(shí)間不但影響導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性,對其力學(xué)性能也有很大影響。對于室溫固化銅粉導(dǎo)電膠,延長固化時(shí)間會使剪切強(qiáng)度下降了,中高溫固化導(dǎo)電膠延長固化時(shí)間會提高力學(xué)性能。
(3)稀釋劑(溶劑)的影響
稀釋劑在導(dǎo)電膠中起著重要的作用。它能降低體系粘度,使導(dǎo)電粒子能較好的分散在基體樹脂中,同時(shí)在導(dǎo)電粒子和膠層及被粘接電子元器件間形成良好的導(dǎo)電接觸。用于導(dǎo)電膠的稀釋劑有活性稀釋劑和非活性稀釋劑兩種。非活性稀釋劑一般選用高極性的溶劑如醇類、醚類、酯類等。高極性的溶劑因?yàn)榭梢栽谀z層表面充當(dāng)?shù)挚垢g的介質(zhì)所以會提高導(dǎo)電膠的抗?jié)駸嵝浴7腔钚韵♂尩挠昧吭?.1%~20%,隨著用量的增加可以提高導(dǎo)電性能,但同時(shí)也會降低力學(xué)性能?;钚韵♂寗┲饕砑拥綐渲?,作為一種反應(yīng)物,降低體系的黏度。這類物質(zhì)加人后在降低體系黏度的同時(shí)也會損失耐熱性,所以用量要控制在合理的范圍。在實(shí)際使用中,可以混合使用活性稀釋劑和非活性稀釋劑,以達(dá)到最好的稀釋效果。
(4)其他添加劑的影響
其他添加劑主要是根據(jù)導(dǎo)電膠的需要,加人一些物質(zhì)來提高導(dǎo)電膠的性能。一般導(dǎo)電膠中都加人偶聯(lián)劑來降低金屬顆粒和膠層之間的界面表面能,如硅烷類偶聯(lián)劑、鈦酸鹽偶聯(lián)劑等。
五、導(dǎo)電膠的研究狀況
隨著導(dǎo)電膠導(dǎo)電機(jī)理的日益完善,目前對于導(dǎo)電膠的研究主要集中在高性能導(dǎo)電膠制備上,主要包括下面幾個(gè)方向:
(1)納米導(dǎo)電粒子的研究目前廣泛應(yīng)用于導(dǎo)電膠中的導(dǎo)電填料一般為C、Au、Ag、Cu和Ni等。
Au的導(dǎo)電性能較好,并且性能穩(wěn)定,但其價(jià)格較高。Ag的價(jià)格比Au低,但在電場作用下會產(chǎn)生遷移等現(xiàn)象,從而降低了導(dǎo)電性能和使用壽命。Cu、Ni價(jià)格低廉,在電場作用下不會產(chǎn)生遷移,但溫度升高時(shí)會發(fā)生氧化反應(yīng),導(dǎo)致電阻率增加。碳粉在長時(shí)間高溫條件下使用時(shí)容易形成碳化物,致使電阻變大,導(dǎo)電性能下降,并且其受環(huán)境影響較大,納米碳管具有較強(qiáng)的力學(xué)性能,將其作為導(dǎo)電填料,可以明顯增加導(dǎo)電膠的拉伸強(qiáng)度(1700 MPa),另外,納米碳管的管狀軸承效應(yīng)和自潤滑效應(yīng),使其具有較高的耐摩擦性,耐酸堿性和耐腐蝕性能,從而提高了含納米碳管導(dǎo)電膠的使用壽命和抗老化性能。馮永成制備了導(dǎo)電性能極好的雙組分納米銀/碳復(fù)合管導(dǎo)電膠,研究結(jié)果表明,該導(dǎo)電膠的體積電阻率低于10-3m,剪切強(qiáng)度高于150 MPa剝離強(qiáng)度高于35N/cm與傳統(tǒng)導(dǎo)電銀粉膠粘劑相比,該導(dǎo)電膠可節(jié)省銀原料30%~50%。吳海平等制備了以碳納米管和鍍銀碳納米管為導(dǎo)電填料的各向同性導(dǎo)電膠(ICA)。研究結(jié)果表明,以碳納米管作為導(dǎo)電填料,當(dāng)Φ(碳納米管)=34%時(shí)導(dǎo)電膠的最低電阻率為2.4*10-3Ω·cm,當(dāng)Φ(碳納米管)=23%時(shí)導(dǎo)電膠的剪切性能最好;以鍍銀碳納米管為導(dǎo)電填料,當(dāng)Φ(碳納米管)=28%時(shí)導(dǎo)電膠的最低電阻率為2.2 * 10-4Ω·cm;當(dāng)導(dǎo)電膠中分別填充碳納米管和鍍銀碳納米管時(shí),導(dǎo)電膠的抗老化性能均較好,在85 ℃/RH85%環(huán)境中經(jīng)過 1000 h老化測試后,導(dǎo)電膠的體積電阻率和剪切強(qiáng)度的變化率均低于10%。
(2)復(fù)合導(dǎo)電膠復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料已發(fā)展成為一種新型的功能性材料。
在抗靜電、電磁屏蔽、導(dǎo)電 自動控制和正溫度系數(shù)材料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景,其市場需求量不斷增大。雷芝紅等采用無鈀活化工藝在環(huán)氧樹脂(EP)粉末上形成活性點(diǎn),利用化學(xué)鍍法成功制備出新型外鍍銀銅/EP復(fù)合導(dǎo)電粒子,其電阻率為4.5*10-3Ω·cm,可以作為各向異性導(dǎo)電膠的導(dǎo)電填料(代替純金屬導(dǎo)電填料)。Eom等制備出一種新型低熔點(diǎn)各向異性導(dǎo)電膠。研究結(jié)果表明:該導(dǎo)電膠的電阻低于10 mΩ,而傳統(tǒng)導(dǎo)電膠的電阻則低于1000 mΩ;該導(dǎo)電膠可以在電流密度為10000 A/cm2的條件下使用;高壓蒸煮試驗(yàn)前后,導(dǎo)電膠的電阻和電流密度均沒有發(fā)生變化,而剪切強(qiáng)度的變化率為23%。
(3)紫外光固化導(dǎo)電膠紫外光(UV)固化導(dǎo)電膠是近年來開發(fā)的新品種。
與普通導(dǎo)電膠相比,其將紫外光固化技術(shù)與導(dǎo)電膠結(jié)合起來,賦予了導(dǎo)電膠新的功能,并擴(kuò)大了導(dǎo)電膠的應(yīng)用范圍。該導(dǎo)電膠具有固化溫度低,固化速率快和使用設(shè)備簡單等特點(diǎn),由于其不含溶劑或者只含少量的惰性稀釋劑,故固化時(shí)不需要加熱,具有環(huán)境污染小、能耗低、效率高、收縮率低和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),能夠滿足精細(xì)線路連接自動化流水生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝要求。常英等采用自制的鍍銀銅粉制備環(huán)氧丙烯酸樹脂/鍍銀銅粉導(dǎo)電膠。研究結(jié)果表明:該導(dǎo)電膠的電阻率為2.0*10-4Ω·cm,而聚丙烯酸酯樹脂導(dǎo)電膠的電阻率為1*10-4Ω·cm;當(dāng) Φ(鍍銀銅粉)=70%、Φ(光引發(fā)劑)=3%和Φ(熱引發(fā)劑)=1%~2%時(shí),導(dǎo)電膠的性能最好;該導(dǎo)電膠可以在紫外燈照射下固化,并且能夠滿足電子產(chǎn)品的使用要求。
(4)無導(dǎo)電粒子導(dǎo)電膠近年來,一種NCA鍵合技術(shù)(無鉛無導(dǎo)電顆?;ヂ?lián)技術(shù))深受人們的關(guān)注。
這種互連方式具有良好的粘接強(qiáng)度和較低的成本,所使用的連接材料是NCA聚合物,通常不填充任何導(dǎo)電填料。這種互連技術(shù)在實(shí)現(xiàn)連接時(shí),需要在一定的溫度條件下,通過向 IC 芯片和基板施加壓力才能使 NCA 在芯片粘接部位表面處形成直接的物理連接。該技術(shù)省略了膠體中加入導(dǎo)電填料的步驟,去除了填充金屬所帶來的成本,其連接位置由金屬直接接觸形成,從而成為一種簡單、高效和價(jià)廉的互連方式。
無導(dǎo)電粒子導(dǎo)電膠與含導(dǎo)電粒子導(dǎo)電膠相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):①不必填充導(dǎo)電粒子,價(jià)格較低;②可以應(yīng)用于多種材料;③加工工藝簡單;④固化溫度較低。
近年來,無導(dǎo)電粒子導(dǎo)電膠的發(fā)展十分迅速,出現(xiàn)了(類似于各向異性導(dǎo)電膠)Z軸方向上導(dǎo)電的新品種,連接材料中的空隙尺寸達(dá)到納米級尺度。六、導(dǎo)電膠的應(yīng)用及問題導(dǎo)電膠是一種同時(shí)具備導(dǎo)電性能和粘接性能的膠粘劑,它可以將多種導(dǎo)電材料連接在一起,使被連接材料間形成電的通路。自1966年問世以來,導(dǎo)電膠已經(jīng)在電子科技中起到越來越重要的作用。目前,導(dǎo)電膠已廣泛應(yīng)用于印刷線路板組件、發(fā)光二極管、液晶顯示屏、智能卡、陶瓷電容、集成電路芯片等電子元器件的封裝和粘接。但是,Pb/Sn焊料仍在電子表面封裝技術(shù)中大量應(yīng)用,導(dǎo)電膠雖然擁有許多優(yōu)點(diǎn),但因其自身存在的亟待解決的問題,仍然不能完全取代Pb /Sn焊料。
導(dǎo)電膠主要存在以下問題:
(1)電導(dǎo)率低,對于一般的元器件,大多導(dǎo)電膠均可接受,但對于功率器件,則不一定。
(2)粘接效果受元器件類型、PCB(印刷線路板)類型影響較大;
(3)固化時(shí)間長。
(4)粘結(jié)強(qiáng)度相對較低。在節(jié)距小的連接中,粘接強(qiáng)度直接影響元件的抗沖擊性能。
(5)成本較高。
六、導(dǎo)電膠的市場狀況
目前, 國內(nèi)生產(chǎn)導(dǎo)電膠的單位主要有金屬研究所等,國外企業(yè)有TeamChem Company、日本的日立公司、Three-Bond公司、美國Epoxy的公司、Ablistick公司、Loctite公司、3M公司等。已商品化的導(dǎo)電膠種主要有導(dǎo)電膠膏、導(dǎo)電膠漿、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠帶、導(dǎo)電膠水等,組分有單、雙組分.導(dǎo)電膠一般用于微電子封裝、印刷電路板、導(dǎo)電線路粘接等各種電子領(lǐng)域中.現(xiàn)今國內(nèi)的導(dǎo)電膠無論從品種和性能上與國外都有較大差距。
目前國內(nèi)市場上一些高尖端領(lǐng)域使用的導(dǎo)電膠主要以進(jìn)口為主:美國的Ablistick公司、3M公司幾乎占領(lǐng)了全部的IC和LED領(lǐng)域,日本的住友和臺灣翌華也有涉及這些領(lǐng)域.日本的Three-Bond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,這方面的市場主要由金屬研究所占有。TeamChem Company系列的導(dǎo)電膠主要適用于LED、大功率LED、 LED數(shù)碼管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、點(diǎn)陣塊、顯示屏、晶振、諧振器、太陽能電池、光伏電池、蜂鳴器、陶瓷電容、半導(dǎo)體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結(jié)等.應(yīng)用范圍涉及電子元器件、電子組件、電路板組裝、顯示及照明工業(yè)、通訊、汽車電子、智能卡、射頻識別等領(lǐng)域。
目前我國電子產(chǎn)業(yè)正大量引進(jìn)和開發(fā)SMT 生產(chǎn)線, 導(dǎo)電膠在我國必然有廣闊的應(yīng)用前景.但我國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。
七、總結(jié)
目前,我國膠粘劑的生產(chǎn)工藝技術(shù)已取得了長足的進(jìn)步。以輻射法、紫外光固化法和互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)法等為代表的生產(chǎn)技術(shù),在改進(jìn)產(chǎn)品性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面起到了重要作用,并且耐高溫導(dǎo)電膠和無機(jī)導(dǎo)電膠也有了新的突破。伴隨著新技術(shù)的應(yīng)用與推廣,新產(chǎn)品也層出不窮。但是,國內(nèi)外導(dǎo)電膠的性能差距仍較大,主要表現(xiàn)在國內(nèi)導(dǎo)電膠的綜合性能較低,而國外導(dǎo)電膠在電導(dǎo)率、老化頻漂穩(wěn)定性、粘接強(qiáng)度和儲存期等方面具有明顯的優(yōu)勢。
要大幅度提高國產(chǎn)導(dǎo)電膠的綜合性能,必須從下列幾方面著手:
(1)開發(fā)新體系。尋找新的樹脂和固化劑及其配方,制備多功能、高性能的導(dǎo)電膠。銀系導(dǎo)電膠有銀遷移和腐蝕等作用;銅和鎳系導(dǎo)電膠易氧化,電導(dǎo)率較低且固化時(shí)間相對較長。因此,聚合物的共混、改性以及由此制備的新型導(dǎo)電聚合物,是近幾年來的研究重點(diǎn)之一。
(2)開發(fā)新型的導(dǎo)電顆粒。制備以納米顆粒為主的導(dǎo)電填料,以覆鍍合金或低共熔合金作為導(dǎo)電填料,并且對導(dǎo)電粒子表面進(jìn)行活化處理,是制備導(dǎo)電膠的重要條件。
(3)研究新的固化方式.室溫固化耐高溫粘接材料是未來的發(fā)展趨勢;雖然目前熱固化導(dǎo)電膠體系仍占主導(dǎo)地位,但其固化劑及偶合劑等存在污染環(huán)境等問題,因此光固化、電子束固化等技術(shù)已在涂料、油墨、光刻膠和醫(yī)用膠等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用;另外,微波固化技術(shù),也取得了階段性的成果;雙重固化體系(UV固化+熱固化)的開發(fā),也是未來的發(fā)展方向。