導(dǎo)電性是導(dǎo)電膠性能好壞的一個(gè)重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，一般認(rèn)為電子封裝用導(dǎo)電膠的體電阻率應(yīng)該小于1×10-4 Ω·cm。很多學(xué)者都在致力于開(kāi)發(fā)低成本、高導(dǎo)電性的導(dǎo)電膠，一般提高導(dǎo)電膠電性能的方法有如下幾種：

【1】 選擇合適的導(dǎo)電填料

導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性主要來(lái)源于導(dǎo)電填料，因此導(dǎo)電填料的形貌、粒徑、種類等都對(duì)導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性有很大影響。研究表明，相對(duì)于球狀填料之間的點(diǎn)接觸，片狀和纖維狀填料可以增加填料的接觸面積和接觸概率，從而提高導(dǎo)電膠的電導(dǎo)率，更有學(xué)者把兩者混合起來(lái)使用，以獲得具有更高導(dǎo)電性能的導(dǎo)電膠。比如在樹(shù)脂基體中同時(shí)加入微米級(jí)片狀銀粉和微米級(jí)球狀銀粉顆粒，并且使銀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)都維持在75%，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)球狀銀粉的添加量達(dá)到8%時(shí)，導(dǎo)電膠的體積電阻率驟降到1.26×10-4 Ω·cm。并且在85℃/85% RH 的條件下進(jìn)行了500 h 的老化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)體積電阻率可以保持穩(wěn)定。

為了更好地提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性以及降低其成本，人們往往采用混合填料進(jìn)行填充。如在銀-環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠體系中添加不同的碳納米管(雙壁碳納米管DWCNTs 和多壁碳納米管MWCNTs)發(fā)現(xiàn)：微量碳納米管的加入可以降低體系的滲流閾值，并且在較低的銀填充量的情況下就可獲得高的電導(dǎo)率，因?yàn)樘技{米管可以在銀顆粒之間形成導(dǎo)電橋接，從而提高了導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性。通過(guò)在銀導(dǎo)電膠中添加納米銀顆粒及納米銀線，觀察到納米銀顆粒及納米線在導(dǎo)電膠中分散均勻，并且形成導(dǎo)電通路，在比較低的銀填充量條件下就可以獲得高導(dǎo)電性能的導(dǎo)電膠。

【2】納米填料原位生成

納米填料原位生成優(yōu)化了其空間分布狀態(tài)。若納米填料能夠在膠黏劑基體中原位生成，則在不使用分散劑的情況下，亦能有效避免納米填料團(tuán)聚的不利影響。此外對(duì)于納米－微米混合填料體系而言，通常導(dǎo)電膠由兩種填料分別加入膠黏劑基體中制備而成，若預(yù)先使納米填料原位生成于微米填料表面，亦可有效改善其分布。

研究者以環(huán)氧樹(shù)脂與甲基六氫鄰苯二甲酸酐(MHHPA)為導(dǎo)電膠基體，在其乙腈溶液中加入還原劑對(duì)二甲氨基苯甲醛（DABA)，在固化溫度下可實(shí)現(xiàn)銀離子的原位還原，生成20~30 nm銀納米顆粒；則通過(guò)聚乙二醇還原氧化銀原位生成了銀納米顆粒。

也有研究者通過(guò)兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)了銀納米顆粒在微米銀片上的原位生成：首先在乙醇中加入碘同微米銀片相作用，使其表面生成100nm以下的碘化銀納米團(tuán)簇；隨后以硼氫化鈉為還原劑，將碘化銀納米團(tuán)簇還原為銀單質(zhì)，得到表面原位生成的納米結(jié)構(gòu)。以其為填料的導(dǎo)電膠電阻率可達(dá)到10-5 Ω·cm數(shù)量級(jí)。

在乙醇還原銀離子的溶液中加入平均直徑為8.9 μｍ的銀片，在加熱攪拌條件下納米銀顆粒可直接還原生長(zhǎng)于微米銀片表面。由于在還原過(guò)程中無(wú)需另加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等分散劑，也避免了填料表面絕緣層包覆影響電接觸。在滲流閾值附近，填料增重１％的導(dǎo)電膠電阻率下降了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

【3】納米銀粒子的低溫?zé)Y(jié)

納米銀粉具有較高的表面能，在樹(shù)脂固化前就能熔化，并與其他金屬填料浸潤(rùn)連接，形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，因此納米銀粒子的低溫?zé)Y(jié)也成為提高導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能的途徑之一。

科研人員研究了銀-三乙醇胺在銀包銅粉中的應(yīng)用，他們通過(guò)原位合成的手段用硝酸銀和三乙醇胺制備了銀-三乙醇胺混合物，并將其加入環(huán)氧樹(shù)脂-銀包銅粉導(dǎo)電膠體系，發(fā)現(xiàn)在固化溫度時(shí)銀-三乙醇胺會(huì)分解為納米銀顆粒(AgNPs)和三乙醇胺。分解出來(lái)的納米銀顆粒會(huì)在銀包銅粉的表面燒結(jié)，從而有效防止了銅的氧化，此外，納米銀顆粒的燒結(jié)還會(huì)促使導(dǎo)電填料的冶金結(jié)合，增加銀包銅粉的接觸面積，進(jìn)一步增加了導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)制備的導(dǎo)電膠體系擁有相對(duì)于傳統(tǒng)銀包銅粉較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性：體積電阻率由9.6×10?4Ω·cm 下降到6.62×10?4 Ω·cm，在85℃/85% RH 固化500 h 后接觸電阻相對(duì)于之前23%的變化下降為6.7%。此外，在以片狀銀粉為主要填料的導(dǎo)電膠中加入少量經(jīng)表面活性劑處理的納米銀粉，退火處理后納米銀粒子在片狀銀粉之間燒結(jié)，得到體積電阻率為5×10-6 Ω·cm 的導(dǎo)電膠。

【4】添加低熔點(diǎn)合金

低熔點(diǎn)合金由于能在導(dǎo)電膠的固化溫度下熔化，當(dāng)導(dǎo)電膠冷卻時(shí)低熔點(diǎn)合金重新凝聚，使導(dǎo)電填料在導(dǎo)電膠內(nèi)部形成冶金連接，從而降低導(dǎo)電膠的整體接觸電阻。

采用雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂，雙氰胺為固化劑，銀粉為金屬填料制得導(dǎo)電膠，研究了添加低熔點(diǎn)合金SnBi對(duì)導(dǎo)電膠性能的影響。發(fā)現(xiàn)適量SnBi 合金可以提高導(dǎo)電性能和剪切強(qiáng)度，但過(guò)量SnBi 合金反而會(huì)使這些性能下降。當(dāng)w(SnBi)為15%時(shí)，導(dǎo)電膠的性能最佳，此時(shí)導(dǎo)電膠的體積電阻率為3.4×10-4Ω·cm，剪切強(qiáng)度為12.56 MPa。

【5】提高聚合物基體的收縮率

科研人員通過(guò)研究樹(shù)脂基體的固化收縮率對(duì)導(dǎo)電膠體積電阻率的影響，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電膠在未固化前是不導(dǎo)電的，導(dǎo)電性的建立發(fā)生在樹(shù)脂基體的凝膠化階段，之后導(dǎo)電膠的體積電阻率變化較小。

有研究表明體積電阻率與樹(shù)脂基體的固化收縮率呈反比例關(guān)系，固化收縮率越大，體積電阻率越低。對(duì)此得出的結(jié)論是：基體樹(shù)脂的固化收縮一方面可以使導(dǎo)電填料之間接觸更緊密，降低了接觸電阻，另一方面可以使原本遠(yuǎn)離的顆粒間距離變得更小，降低了隧穿電阻。因此選擇適當(dāng)?shù)木酆衔锘w來(lái)提高聚合物基體的固化收縮率可以有效提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性。

【6】銀粉表面處理

研究表明銀表面存在的長(zhǎng)鏈脂肪酸等有機(jī)潤(rùn)滑層會(huì)阻隔銀之間的電流導(dǎo)通，增加導(dǎo)電膠的體積電阻，利用短鏈二酸對(duì)銀表面進(jìn)行處理可以有效地去除有機(jī)潤(rùn)滑層以降低體積電阻。研究者采用丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸等短鏈二酸對(duì)微米銀片進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)處理過(guò)的導(dǎo)電膠比未經(jīng)處理的微米銀片填充的導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能高出4~6 倍，其中用戊二酸和己二酸處理過(guò)的效果最好。同樣的，采用硅烷偶聯(lián)劑KH-560 對(duì)納米銀粉進(jìn)行表面改性處理，發(fā)現(xiàn)KH-560 可以以化學(xué)鍵合的方式吸附在納米銀顆粒表面，使其分散均勻，與不加KH-560 改性的導(dǎo)電膠相比，其電導(dǎo)率提高了3~5 倍。

【7】使用導(dǎo)電促進(jìn)劑

促進(jìn)劑的加入可以部分去除粒子表面的有機(jī)物，從而降低導(dǎo)電膠的體積電阻率。有研究者在銀包銅粉導(dǎo)電膠體系中加入DBGE 作為導(dǎo)電膠促進(jìn)劑，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)加入促進(jìn)劑有利于提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性，并且發(fā)現(xiàn)在促進(jìn)劑質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2%的時(shí)候?qū)щ娦阅茏詈谩?/span>

備注：本文轉(zhuǎn)載自涂界，一切版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載只為行業(yè)交流，如有不妥可留言聯(lián)系小編修改或刪除，如有轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。