[发明专利]稳定型导电胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电子元件粘结及表面封装的高导热稳定型导电胶。其优点为：导热系数大、导电率高、工作时间长、接触电阻稳定；低粘度使其具有很好的分散性、烘箱固化、极低量的挥发性物质、与金属有很好的粘结性。特别适合需要同时导热、导电和粘接的场合用，对于电子封装行业以及高功率LED封装行业的发展具有很高的实用价值。

背景技术

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶粘剂,它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起，固化过程中基体树脂收缩压紧导电粒子形成导电通路，实现被粘材料的导电连接。由于导电胶的基体树脂是一种胶粘剂，通常可以在室温至150℃固化，远低于锡铅焊接200℃以上的焊接温度，这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。导电胶和焊料相比，工艺简单，易于操作，可提高生产效率，同时也避免了锡铅焊料中重金属铅引起环境污染，所以导电胶是替代锡铅焊接实现导电连接的理想材料。

目前导电胶已广泛应用于液晶显示屏、发光二极管、集成电路芯片、印刷线路板组件、智能卡等电子元件和组件的封装和粘接，有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势。导电胶作为锡铅焊料的替代产品有着广阔的应用前景，但是目前与锡铅焊相比仍存在着很多的不足，比如导电率和热导率偏低，而且导电稳定性和耐久性仍有待于提高。许多电子零部件开始微型化，使得对电子器件的耐热性和散热性的要求进一步严格苛刻，因此寻找高导热稳定型的材料成为必须。目前国内外大多数银粉导电胶产品的热导率较低，一般为0.5-2.5W/(m·K)，远不能满足大功率器件的要求。本发明就是针对目前市场上的导电胶热导率和接触电阻稳定性不高，不能满足性能的要求而发明的，而且提高导电胶的热导率和接触电阻的稳定性，也一直是业界研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种相容性好、高导热、稳定型的环氧树脂导电胶，以解决目前导电胶粘剂在导热性能方面不高的不足，同时利用不同填料的组合来达到良好的导电和导热性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在导电胶树脂基体中添加微米片状银粉和微米球状银粉，球状银粉用来填充片状银粉的间隙，从而使金属颗粒之间形成更多的导电和导热通路，从而起到增加导电率和热导率的目的。不同粒径银粉的组合使用，可以减少银粉的用量，从而降低了导电胶的粘度，节约成本。单壁碳纳米管是一种高热导率的纳米材料，通过加入单壁纳米碳管，使导电胶的热导率得到显著提高，特别适用于微电子工业中的电子封装技术。

一种稳定型高导热环氧树脂导电胶，其特征在于该导电胶的组成以重量分数计为：

导电胶基体          10~25份

微米片状银粉        60~80份

微米球状银粉        5~20份 

单壁碳纳米管        0.03~0.15份

该导电胶的基体由环氧树脂、稀释剂、有机硅类偶联剂和咪唑类固化剂四部分组成。这四部分在导电胶基体中所占的比重，以重量分数计为：

改性环氧树脂            70~80份

活性稀释剂              10~20份

有机硅类偶联剂          0.5~2份

咪唑类固化剂            2~10份

所述的改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂、有机钛改性环氧树脂和有机硼改性环氧树脂中的一种。

所述的有机硅类偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷有机偶联剂中的一种。

所述的咪唑类固化剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和1氰基2-乙基4-甲基咪唑中的一种。

所述微米片状银粉尺寸为6~8μm，微米球状银粉尺寸为1.5~2μm，单壁碳纳米管的直径为1~2 nm。

本发明解决其技术问题所采用的具体步骤为：