[发明专利]一种复合纳米金导电胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料制备和电子组装领域，特别是涉及导电胶粘剂的制备方法。

背景技术

近年来随着电子元器件逐渐向小型化、轻型化方向发展，电子封装行业中传统使用的Sn/Pb焊料已经暴露出了它的缺点：(1)线分辨率太低，只能在节距为0.65mm以上的范围内使用；(2)从环境保护角度来看，Pb的使用在欧美国家已经被禁止，使Sn/Pb焊料的应用受到限制；(3)由于焊料焊接温度过高容易损坏器件。导电胶由于使用的是金属粉末(有的甚至达到了纳米级)导电，可以提高连接的线分辨率；基体是高分子材料，可以用于柔性基板上；具有涂膜工艺简单、固化温度低等一系列优点，使导电胶作为Sn/Pb的替代品已经广泛地应用于SMT、SMD、PCD等微电子封装行业。导电胶粘剂包括两大类，各向同性均质导电胶粘剂(ICA)和各向异性导电胶粘剂(ACA)。ICA是指各个方向均导电的胶粘剂，ACA则不一样，如Z-轴ACA是指在Z方向导电的胶粘剂，而在X和Y方向则不导电。当前的研究主要集中在ICA方面。目前研究和使用较多的是银粉或搀杂银粉导电胶，主要是因为银的导电性是所有金属材料中最好的，但存在的问题是银导电胶用于电子封装领域后容易出现银迁移的问题，导致导电性下降，从而影响电子产品的性能稳定性。而金导电胶却不存在此问题，而且金的抗腐蚀和氧化性能远大于银，唯一的不足是金的成本比银高，但通过搀杂和部分取代可大大节约金的用量，从而降低金导电胶的成本。

发明内容

本发明以复合金纳米线为导电功能体，以环氧树脂为粘接剂制备了导电性能和粘接性能均十分优异的导电胶粘剂。

本发明的主要内容是以碳纳米管为模板，经表面化学修饰后在其表面化学镀上一层纳米金，再以获得的复合纳米金线为导电功能体，以环氧树脂为基体制备导电胶粘剂，在80℃以下或室温固化，可获得导电性(体积电阻率≤10^-5Ωcm)和拉伸剪切强度(≥45MPa)均很好的导电胶粘剂，且金的含量小于50％(不计溶剂)。

本发明就利用碳纳米管为模板，用化学镀法制备出金纳米复合线，再以制备出的金纳米导线为导电功能体制备了复合金纳米导电胶。一维纳米材料由于具有特殊的结构以及独特的电学性能、力学性能和良好的化学稳定性而被广泛研究和应用。其中金纳米线由于曲率半径小适宜“尖端放电”，具有优良的场发射性且域值场较小，发射电流密度和发射位密度较高。将一维金纳米线作为导电胶的导电填料既可以充分发挥纳米线的纤维结构的优势，更好地在导电胶的树脂基体中形成导电网络，又可以发挥纳米粒子的隧道导电效应及场发射导电效应。

具体实施方式

实施例1

称取1克单壁碳纳米管，经化学处理后使其表面接上巯基，然后用化学镀的方法在其表面“镀”上一层纳米金颗粒，所“镀”金与碳纳米管的质量比为1∶1，然后以此复合纳米金线为导电功能体，以2∶1的比例与E-51型环氧树脂充分混合即得本发明产品。使用时加入适量环氧树脂固化剂，混合均匀后即可用于电器元件的粘结和电路板的封装，80℃以下中低温固化即可。

实施例2

称取1克多壁碳纳米管，经一系列化学处理后用化学镀的方法在其表面“镀”上一层纳米金颗粒，所“镀”金与碳纳米管的质量比为2∶1，然后以此复合纳米金线为导电功能体，以2∶1的比例与E-51型环氧树脂充分混合即得本发明产品。使用时加入适量环氧树脂固化剂，混合均匀后即可用于电器元件的粘结和电路板的封装，80℃以下中低温固化即可。

实施例3

称取1克多壁碳纳米管，经一系列化学处理后用化学镀的方法在其表面“镀”上一层纳米金颗粒，所“镀”金与碳纳米管的质量比为1.5∶1，然后以此复合纳米金线为导电功能体，以3∶1的比例与E-44型环氧树脂充分混合即得本发明产品。使用时加入适量环氧树脂固化剂，混合均匀后即可用于电器元件的粘结和电路板的封装，80℃以下中低温固化即可。