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导电胶有哪些优点?什么材料组成?


一、导电胶的优点
导电胶的产生背景随着科技的进步,电子元件不断向微型化的方向发展,器件集成度不断提高,要求连接材料具有很高的线分辨率,传统的连接材料Pb/Sn焊料只能应用在0.65mm以下节距的连接,无法满足工艺需要;连接工艺中温度高于230℃产生的热应力也会损伤器件和基板,此外,Pb/Sn焊料中的铅为有毒物质。人们迫切需要新型无铅连接材料。
导电胶作为一种Pb/Sn焊料的替代品应运而生。与Pb/Sn焊料相比,它具有五大优点:
(1)线分辨率大大提高,能适应更高的I/O密度;
(2)涂膜工艺简单,连接步骤少;
(3)固化温度低,减少能耗,避免基材损伤,可应用在对温度敏感的材料或无法焊接的材料上。
(4)热机械性能好,韧性比合金焊料好,接点抗疲劳性高;
(5)与大部分材料润湿良好。
二、导电胶的基体
基体包括预聚体、固化剂(交联剂)、稀释剂及其他添加剂(增塑剂、偶联剂、消泡剂等)。
预聚体是导电胶的主要组分之一,它含有活性基团,加入固化剂后可以进行固化。预聚体固化后形成了导电胶的分子骨架,同时提供了粘接性能和力学性能的保障,并能使导电填料粒子形成通道。常用的聚合物基体包括环氧树脂、酚醛类树脂、聚酸亚胺、聚氨酷等。与其他树脂相比,环氧树脂具有稳定性好、耐腐蚀、收缩率低、粘接强度高、粘接面广以及加工性好等优点,因此,环氧树脂是目前研究较多、使用较广的基体材料。但是环氧树脂具有吸湿性,且耐热性较差,所以对环氧树脂进行改性,通过对环氧树脂主涟结构和取代基进行调整,得到综合性能更高的改性树脂的研究正在开发中。
固化剂是多官能团化合物,可以连接预聚体,形成网络结构,也是固化后体系的一部分。稀释剂是导电胶的另一个重要组分。它可以调节体系的粘度,使导电粒子能较好的分散在基体树脂中,同时在导电粒子和胶层及被粘接电子元器件间形成了良好的导电接触。稀释剂分为活性稀释剂和非活性稀释剂两类,其中活性稀释剂含有活性端基,可以参加交联反应,固化前不需去除,固化后成为体系的一部分;非活性稀释剂不参与交联,仅起调节作用,固化前需要除去。
预聚体、交联剂和稀释剂是固化过程中体积变化的主要影响因素。为了提高导电胶的性能,有时还需加入偶联剂、增塑剂、消泡剂等各种添加剂。偶联剂可改善导电填料在树脂基体中的分散性,同时还能改善导电胶的表面性能,增加界面的粘附性能。加入增塑剂可以提高胶层的柔韧性和粘接强度。消泡剂在导电胶的制备过程中,可降低表面张力,消除物料混合过程中产生的泡沫。
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