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关于导电胶粘剂的性能原理研究进展
发布时间:2013-7-17     阅读:1264 次     

 跟着科学技术的进步,微电子工业迅速发展所带来的电子元器件超微型化、复杂化、高功能化、低本钱化,推动了导电胶粘剂的发展。功能高分子材料的飞速发展也推动了工艺技术的进步。在微型元件的安装和复杂线路的粘接方面,传统Pb/Sn焊料的导电性连接已逐渐被导电积水胶带胶粘剂取代。对一些在高温下不能进行Pb/Sn焊接的元件而言,导电胶粘剂的存在显得尤为重要。同时,导电胶粘剂还有许多其他优越的特性,如能在低温或室温下进行固化以避免焊接时高温对元器件的损坏;使用方便,使用过程中不需要特殊的设备;对环境友好等。别的,与传统Pb/Sn焊接方法相比,导电胶粘剂还有应力散布均匀、耐疲劳、工艺简单、质量轻、本钱低等优点。因此,这些年高功能环保导电胶粘剂已逐渐变成商场干流[1-3]。

    目前,国内导电胶粘剂主要以银、铜粉导电胶粘剂为主。国内外导电胶粘剂的品种已达数百种,广泛应用于印刷电路板、大功率LED、电磁屏蔽、微型元器件组装、智能卡封装、医疗设备电极测量等各个方面的同种或异种材料间的导电连接[4]。然而,与Pb/Sn焊料相比,导电胶粘剂也存在电导率较低,拉伸剪切强度不高,耐湿热老化功能不理想等缺点。为了获得高功能(尤其是高导电性,高粘接强度)的导电胶粘剂,大部分研究者主要专注于研究导电填料对导电胶粘剂功能的影响,并取得了很大进展。笔者结合当前的研究现状,简要总述了这些年国内外在导电胶粘剂功能提升方面所做的作业,并对其未来的发展进行了展望。

    1·导电胶粘剂的导电机理

    目前,遍及认同的导电积水胶带胶粘剂的导电机理有两种。一是导电粒子间的相互接连接触导电。导电胶粘剂因内部导电粒子间的相互接触,在三维空间上形成了一定的导电通路,从而使导电胶粘剂具有导电性。而导电粒子的填充量和形状又决议了导电胶粘剂导电功能的好坏。在低填充浓度下,导电胶粘剂的电阻率会跟着导电填料填充量的添加而逐渐降低,但在一个临界填充量Mc时,电阻率会突然急剧下降(如图1所示),此刻所对应的填料填充量称为穿流阈值。通常都以为在这一填充量下,所有的导电颗粒都能相互接触,形成了一个三维的导电网络。进一步添加填充量,只能使电阻率略微降低[5]。所以,为了保证得到最佳的导电功能,导电填料的填充量应该稍高于穿流阈值。可是,同一种导电填料会因为导电粒子形状的不同而出现不同的穿流值。银粉填充量相同时用球状银粉配制的导电胶粘剂电阻率为10–2Ω·cm,而片状银粉导电胶粘剂的电阻率可达10–4Ω·cm[6]。Ferro[7]发现用SF70A片状银粉(片径约为3~5μm)制备的导电胶粘剂在银粉质量分数为50%时已不能导电,一维银线制备的导电胶粘剂的穿流阈值可降至质量分数30%~40%,由一维银线制备的带状银粉的穿流阈值乃至可以低于质量分数20%。

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