[发明专利]一种过温过流保护元件用导电胶及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种主要由镀银低熔点合金粉和基体树脂组成的导电胶的制备方法，以及采用此导电胶作为熔断体浆料制作过温过流保护元件的方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步，各种便携式电子设备，如手机、数码相机、摄像机、笔记本电脑、平板电脑、掌上游戏机、播放器等逐步深入人们的日常生活，并成为其不可或缺的一部分。理所当然，作为这些便携设备重要组成部分的电池其安全性也就越来越受到人们的重视。锂离子电池以其容量大、体积小的显著优点占据了电池市场的主流地位。但是，锂离子电池在短路、过充电或充电电流过大时，容易造成电池体的剧烈升温而损毁产品，严重时会发生爆炸、燃烧等事故，危及人身安全。

因此，一般在电路设计时，为了避免产品在使用过程中上述事故的发生，均会在电路中增加各种保护元件。在电路保护中，一般以熔断器来作为过电流保护元件，当电路中电流过大时，熔断器可以在规定时间内动作而切断电流，从而防止过量的电流引发严重后果。另外，尤其对于锂离子电池这类产品组件来说，电流量并非是使用过程中唯一需要考虑的危险因素，因为锂离子电池在使用过程中还会由于自身功耗、或其使用环境温度过高而过度发热，甚至自燃。一般的熔断器是利用过载电流将熔断体加热并熔断而达到过电流保护的目的，它仅对电流量敏感，对于产品温度并无明显监控作用，因而通常还需要另外再增加一个过温保护元件来实现对锂离子电池等产品部件过温保护的目的。

目前使用的过温保护元件按其作用原理主要有三种类型，第一种是有机物型，主要是通过壳体内有机物在预定温度下熔化而切断电路；第二种是易熔合金型，利用低熔点合金在动作温度下熔化而切断电路；第三种是利用双金属片中两种金属热膨胀系数的差异来切断或导通电路，主要是构成温度开关。由于这类过温保护元件对温度量的敏感性，通常它们都需要设置成带有引脚的形状，占据体积较大，更无法满足表面贴装的要求。

因此，在电子元器件微小型化、集成化的发展趋势下，如果可以实现一种被动元件能够同时具有过温和过流双重功能，不仅电路设计可以进一步简化，对产品的安全保护特性也大大增强；另外，如果对于过温保护元件也可以实现表面贴装焊接工艺，将是对现在电子电路设计工作者的一大福音。

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂，它通常以基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起形成导电通路，其工艺简单、易于实现，通常用于微电子装配、印刷电路板、导电线路连接等各种电子领域。导电胶也可以制成浆料形态，并能实现很高的线分辩率。

根据导电胶的组成与导电原理分析，可以认为导电胶非常适合于作为熔断体印刷用电子浆料来使用，其原因包括：一方面，导电胶具有较高的电导率，且适于进行印刷成型；另一方面，用银导电胶制成的熔断体在分断时，熔融金属的热能可以快速被周围的有机树脂基体材料吸收，从而自身具有灭弧功能，不需要额外增加一个灭弧装置就可以应用到高电压场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具有过温和过流双重功能的过温过流保护元件用导电胶及其制作方法，以解决现有的过温保护元件存在的需要设置成带有引脚的形状、占据体积较大、无法满足表面贴装要求的问题，

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种过温过流保护元件用导电胶，由基体树脂和导电填料组成，所述基体树脂为环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚胺酯、丙烯酸树脂体系中的至少一种；所述导电填料为金、银、铜、铝、镍金属的粉末或石墨导电化合物中的至少一种。

导电填料为表层镀银的低熔点合金金属粉末，其平均粒度为4μm~20μm，加入量按重量比为50wt%~80wt%。

所述低熔点合金为熔点在120℃~220℃之间的锡-铜合金、锡-银-铜合金、锡-铋合金、锡-铋-银合金、锡-铟合金中的一种。

上述过温过流保护元件用导电胶的制备方法，包括以下步骤：

所有原料的加入比例均是以低熔点合金粉重量为基准计算；

a、将平均粒度为4μm~20μm的低熔点合金粉置入3wt%~15wt%浓度的碱溶液中进行碱洗，然后水洗3~5遍至中性，再进行过滤、烘干；

b、将步骤a中得到的合金粉置入0.2wt%~3wt%浓度的弱酸溶液中进行酸洗，然后经水洗3~5遍至中性后再用丙酮冲洗一遍，最后过滤、烘干备用；

c、按照低熔点合金粉重量的10%~35%配比称取银基前驱体，并加去离子水溶解，再加入上述低熔点合金粉重量的6%~25%的胺类络合剂，胺类络合剂为乙二胺、二乙烯三胺、多元醇胺等中的一种，制备得银胺溶液；