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導電膠種類

按導電方向分為各向同性導電膠(ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向異性導電膠(ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives)。ICA是指各個方向均導電的膠黏劑,可廣泛用於多種電子領域;ACA則指在一個方向上如Z方向導電,而在X和Y方向不導電的膠黏劑。一般來說ACA的製備對設備和工藝要求較高,比較不容易實現,較多用於板的精細印刷等場合,如平板顯示器(FPDs)中的板的印刷 。

按照固化體係導電膠又可分為室溫固化導電膠、中溫固化導電膠、高溫固化導電膠、紫外光固化導電膠等。室溫固化導電膠較不穩定,室溫儲存時體積電阻率容易發生變化。高溫導電膠高溫固化時金屬粒子易氧化,固化時間要求必須較短才能滿足導電膠的要求。目前國內外應用較多的是中溫固化導電膠(低於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,力學性能也較優異, 所以應用較廣泛。紫外光固化導電膠將紫外光固化技術和導電膠結合起來,賦予了導電膠新的性能並擴大了導電膠的應用範圍,可用於液晶顯示電致發光等電子顯示技術上,國外從上世紀九十年代開始研究,我國近年也開始研究。

導電膠的組成

導電膠主要由樹脂基體、導電粒子和分散添加劑、助劑等組成。基體主要包括環氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氯酯等。雖然高度共軛類型的高分子本身結構也具有導電性,如大分子吡啶類結構等,可以通過電子或離子導電 ,但這類導電膠的導電性最多隻能達到半導體的程度,不能具有像金屬一樣低的電阻,難以起到導電連接的作用。目前市場上使用的導電膠大都是填料型。

填料型導電膠的樹脂基體,原則上講,可以采用各種膠勃劑類型的樹脂基體,常用的一般有熱固性膠黏劑如環氧樹脂、有機矽樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體係。這些膠黏劑在固化後形成了導電膠的分子骨架結構,提供了力學性能和粘接性能保障,並使導電填料粒子形成通道。由於環氧樹脂可以在室溫或低於150℃固化,並且具有豐富的配方可設計性能,目前環氧樹脂基導電膠占主導地位。

導電膠要求導電粒子本身要有良好的導電性能粒徑要在合適的範圍內,能夠添加到導電膠基體中形成導電通路。導電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導電化合物。

導電膠中另一個重要成分是溶劑。由於導電填料的加入量至少都在50% 以上,所以導電膠的樹脂基體的黏度大幅度增加,常常影響了膠黏劑的工藝性能。為了降低黏度,實現良好的工藝性和流變性,除了選用低黏度的樹脂外,一般需要加入溶劑或者活性稀釋劑,其中活性稀釋劑可以直接作為樹脂基體,反應固化。溶劑或者活性稀釋劑的量雖然不大,但在導電膠中起到重要作用,不但影響導電性,而且還影響固化物的力學性能。常用的溶劑(或稀釋劑)一般應具有較大的分子量,揮發較慢,並且分子結構中應含有極性結構如碳一氧極性鏈段等。溶劑的加入量要控製在一定範圍內,以免影響導電膠膠體的膠接整體性能。

除樹脂基體、導電填料和稀釋劑外,導電膠其他成分和膠黏劑一樣,還包括交聯劑、偶聯劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等。

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