[发明专利]一种纳米银填充室温固化导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及电子封装材料制备技术领域，特指一种纳米银填充室温固化导电胶。 

背景技术

随着电子产品向小型化、便携化发展，及Pb/Sn焊料连接温度高（230℃），热应力大，且Pb有剧毒等缺点不断显现，迫切需要开发新型的连接材料和方法。导电胶因其涂膜工艺简单，固化温度低等优点，已经开始替代Pb/Sn焊料，且其需求量与日俱增。 

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂,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, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接.由于导电胶的基体材料是树脂及固化剂，其混合物为一种胶黏剂, 通过基体树脂及固化剂类型的选择可以选择适宜的固化温度进行粘接, 同时, 由于电子元件的小型化、微型化及印刷电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展, 而导电胶可以制成浆料, 实现很高的线分辨率.而且导电胶工艺简单, 易于操作, 可提高生产效率,所以导电胶是替代铅锡焊接, 实现导电连接的理想选择。目前电子业高速发展的今天，导电胶已经大量应用于LED封装、IC封装等各大行业。 

导电胶按固化温度可分为室温固化、中温固化 (＜150℃) 和高温固化( 150～300℃)三类。中温固化、高温固化导电胶在固化过程中需要烘烤加热, 然而，实际生活中，一些较大尺寸的材料，受到工件大小的限制，无法实现工件在烘箱中烘烤 ,或者粘结材料不能经受高温烘烤等因素的制约，这使得导电胶在许多领域的应用受到了限制。问题的关键在于使耐热的导电胶粘剂实现室温固化。所谓室温固化，就是将室温下为液态的环氧树脂和固化剂组分混合调制后，可于室温条件下一定时间内凝胶，并在不超过 七天的时间内完全固化并达到可用强度的固化方法。室温固化的导电胶粘剂在使用时具有省时、省力、省工、节省能源、使用方便等一系列优点,不仅可以降低导电胶粘剂成本,而且可以简化加工过程,特别适用于大尺寸部件的高温维修及收缩材料的粘接。因此，研制可室温固化的耐热导电胶粘剂就成为环氧胶粘剂的重要发展方向之一。 

目前应用的导电胶中主要是采用微米银粉及片状银粉作为填料，且导电填料的含量一般都要超过75%以上才能有电导率的突变。而随着导电填料含量的增加，导电胶的粘度会明显增加，影响使用，同时其机械性能一般都会减弱，故开发出同时具有高的导电率、合适的粘度且具有高抗剪切强度及抗冲击强度的高性能室温固化导电胶具有广阔的市场应用前景。 

专利ZL 200610154638.6采用填充银纳米线与银纳米粒子混合材料制备导电胶，确实在降低银粉填充量的同时，还提高了导电胶的机械性能，然而所采用的银纳米材料制备技术严重制约了高性能导电胶的大规模生产。同时，另一项专利 （公开号： CN 101310899A）公开了一项利用微波法大规模制备银纳米线的方法，但每升乙二醇能还原制备的Ag纳米线也仅仅只有1.7～8.5g，远远不能满足工业化生产的要求。另外，以上专利所开发的导电胶都需要在100℃以上的高温条件下烘烤，无法满足现在低温固化的需求。 

本发明结合了纳米银线低填充率条件下导电胶就具有良好导电性的优点，公开了一种纳米银填充室温固化导电胶，克服了全部采用微米银粉填充高填充率带来的粘度高、机械性能减弱的缺点，同时克服了中温固化及高温固化型导电胶需要烘烤的不足。本发明采用了微波辅助还原法制备银纳米线，大大缩短了银纳米线的制备时间；将制备的银纳米线作为室温固化导电胶中的导电填料制备得到的导电胶，将比用纯的片状银粉填充的导电胶具有更为优异的性能，包括高导电率、高抗剪切强度、高抗冲击强度等特征，可广泛应用与需要实现低温导电互连电子封装应用。 

  

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种室温固化型纳米银填充导电胶，克服了全部采用微米银粉填充高填充率带来的粘度高、机械性能减弱的缺点，同时实现了高温固化型导电胶无法实现的室温固化的特点。本发明的目的通过以下步骤实现： 

a）将硝酸银或醋酸银粉末与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散剂混合并加入到乙二醇溶液中，制备出含银离子的溶液反应体系；

b）向该含有银离子的溶液反应体系中加入氯化钠，搅拌均匀，得到反应先驱体；

c）采用微波辐照的方法，将所得到的反应先驱体在微波下辐照得到含银纳米线的混合液体，向该混合液体中加入水或者乙醇并高速离心，得到纳米银线沉淀物，干燥后得到银纳米线粉末；