[发明专利]一种石墨烯复合导电胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电胶，特别涉及一种石墨烯复合导电胶，属于电子器件封装制造领域。

背景技术

石墨烯是目前导电和导热性能最好的材料，电阻率约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料；导热系数高达3000W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

随着半导体集成电路封装产业的发展，电子封装材料的选择至关重要。导电胶是一种含有导电填料的特殊功能粘结胶，可以实现金属导线和基材之间的导电连接，以及完美物理粘合，是电子器件封装制造技术中的关键材料。导电胶无铅污染、超细间距连接、工艺简单等特点，均符合半导体集成电路功能化、小型化、高性能和健康化的要求。目前导电胶也普遍存在以下问题，如固化温度高、导电、导热性能差等限制其发展。

石墨烯优异的电子性能，超大的比表面积和较低的生产成本，适合用于高性能聚合物复合材料的优质填料。石墨烯复合导电胶，利用石墨烯高导热性和纳米金属的熔点低的优点，可使导电胶烧结温度更低，实现优异的导电性能。

发明内容

本发明的目的是弥补上述现有技术的不足，提供了一种石墨烯复合导电胶，通过石墨烯与微米级金属颗粒或纳米级金属颗粒复合，实现金属颗粒之间的导电和导热二维度平面内更好的传递，极大的缩短金属颗粒间的传导途径，提高了导电胶的导电和导热性能；本发明的导电胶具有更低的烧结温度，节约能源和成本，而且制备工艺简单，适合大规模生产。

本发明是通过如下方式实现的，一种石墨烯复合导电胶，其特征在于：由下列组分及质量百分比组成：导电填料30～65％、石墨烯1～50％、树脂1～20％、添加剂0.1～5％、主体溶剂10～67％。上述各组分质量百分含量之和为100％。

所述的导电填料可以为微米级金属颗粒、纳米级金属颗粒或微纳复合金属颗粒组成。

所述的导电填料的颗粒形状可以但不限于是球形、片状、圆盘、三角等形状。

所述的金属颗粒可以为但不限于金、银、铜、铝金属颗粒。

所述微米金属颗粒粒径范围为0.1μm～10μm，纳米金属颗粒粒径范围为1nm～100nm。

所述的石墨烯选自化学气相沉积法、机械剥离法、化学剥离法、化学合成法中任一种方法制备的石墨烯材料。

所述的树脂包括但不限于是聚酯类、聚丙烯酸类、氯醋树脂、聚氨酯、环氧树脂中的一种或两种。

所述的添加剂为流平剂、pH值调节剂、表面活性剂。

所述的石墨烯复合导电胶，其特征在于：所述的流平剂为为聚丙烯酸酯、醋丁纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种。

所述的石墨烯复合导电胶，其特征在于：所述的pH值调节剂为氨水、氢氧化钠、三乙醇胺、磷酸钠以及羟胺中的一种。

所述的石墨烯复合导电胶，其特征在于：所述的表面活性剂为脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、聚山梨酯以及全氟辛酸钠中的一种。

所述的主体溶剂包括但不限于乙醇、乙二醇、异丙醇、二甘醇、三甘醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇苄醚、、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、三甘醇甲醚、双丙酮醇、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、卡必醇乙酸酯、亚麻油、高沸点煤油、十三醇、桐油、普通胶质油、十四醇、季戊四醇、大豆油、松香油、芳樟松油醇、邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、环己酮、联二环己烷、环己烷、正丁醇、丁酮、去离子水、羟乙基吡咯烷酮、邻苯二甲酸二甲酯、环氧乙烷、山梨糖醇、棕榈油、薄荷油中的一种或几种。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明结合石墨烯高导热性和纳米金属的熔点低的优点，可使导电胶的烧结温度更低，节约能源和成本。

2、石墨烯超大的比表面积，可以使纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层间，避免了石墨烯的团聚及纳米颗粒在导电胶中的沉降问题，提高了导电胶的导电性及粘结强度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1：