[发明专利]一种高导热性能导电银胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一直复合材料及其制备方法，尤其是涉及一种高导热性能导电银胶及其制备方法。

背景技术

智能化、信息化、轻、小、薄是电子工业的发展趋势，其基础为电子元器件，元器件中高端材料的不断推出加快了电子工业的进步。电子元件的高密集封装是电子产品发展的必然趋势。在使用中，产生的热量导致芯片温度或结温升高，热的传导效果直接影响到电子产品性能的稳定性、使用的安全性。显然，将产生的热量通过各种途径散发到周围环境中去，是提高元件热散失能力的一个重要途径，也是绝大部分电子产品发展应用的瓶颈之一。特别是近两年来随着LED的发展，大功率高亮度LED的推行和使用，对银粉导电胶的导热性能提出了更高的要求，于是高导热银胶作为重要的封装互连材料在提高导热性能上起到突出作用。

石墨烯材料的理论比表面积高达2600m²/g，具有突出的导热性能(3000W/(m·K))和力学性能(1060GPa)，以及室温下高速的电子迁移率(15000cm²/(V·s))。石墨烯特殊的结构，使其具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质。石墨烯具有特殊的电子特性，并且与昂贵的富勒烯和碳纳米管相比，石墨烯价格低廉，原料易得，有望成为聚合物纳米复合材料的优质填料。

现在，高导热性能的导电银胶受到人们越来越多的关注和兴趣，对导电银胶的研究重点主要是导电填料的选择。H.P.Wu将AgNO₃溶于DMF中，然后再加入Ti(OC₄H₉)₄和AcAc以合成纳米银，并以纳米银为导电填料制得导电银浆，研究发现纳米银粉的导电银胶体现出低的体积电阻和高的剪切强度(H.P.Wu，J.F.Liu andX.J.Wu，International Journal of Adhesion & Adhesives.26，621(2006))。F.Marcq将碳纳米管与片状银粉的混合物为导电填料，利用SEM研究了碳纳米管与片状银粉混合分散的均匀程度，并发现了碳纳米管的一些小的团聚和自由分散提高了导电银胶的导电性能(F.Marcq，P.Demont and P.Monfraix，MicroelectronicsReliability.51，1230(2011))。Chang Chen利用纳米银分别与球形微米银粉和片状微米银粉混合，研究发现掺入纳米银的导电银胶的导电性能明显优于未掺入纳米银的导电银胶的导电性能，主要是因为纳米银在导电胶中充当桥梁的作用，在银粉与银粉之间起到了适当的连接作用，也增加了银粉相互接触的机会(Chang Chen，Li Wangand Ruilin Li，J Mater Sci.42，3172(2007))。以上这些文献通过掺杂其它导电粒子的方法，提高了导电银胶的导电及导热性能，但是并没有提及Ag粉在整个体系中是如何实现堆积，所以我们利用空间堆积理论，将不同形貌、大小的银粉进行混合，以实现银粉最紧密的堆积，增加银粉与银粉之间的接触面积；通过掺入石墨烯的方法提高导电银胶的导热和导电性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种配方合理、简单的高导热性能导电银胶及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高导热性能导电银胶，该导电银胶由以下重量百分比的原料制成：

有机硅树脂或环氧树脂       14～28；

固化剂                     0.14～1.4；

石墨烯                     0.5～1；

导电填料                   70～85；

稀释剂                     0.15～1.5；

补强剂                     0.05～1。

所述的有机硅树脂为乙烯基封端的聚硅氧烷，分子结构中含有苯基以提高基体树脂的耐热性和耐候性，所述的环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或四酚基乙烷环氧树脂中的一种或几种。

当选用有机硅树脂时，所述的固化剂为热敏性铂催化剂，当选用环氧树脂时，所述的固化剂选自双氰胺、芳香族单官能团酸酐、芳香族双官能团酸酐或咪唑类固化剂中的一种或几种。

所述的导电填料为微米级别的片银与球银的混合物，所述的片银与球银的质量比在1∶1～3∶1之间。