[发明专利]一种改性导电填料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明导电填料制备技术领域，具体涉及一种具有良好导电性能的改性导电填料、其制备方法及应用。

背景技术

在微电子封装领域，具有毒性的锡铅焊料不仅危害操作人员的身体健康，而且引起的环境问题越来越引起人们的关注。且Pb/Sn焊料的应用局限于0.65mm以下节距的连接并且连接温度满足200℃条件；而电子封装材料的微型化、高密度化发展趋势，就意味着元器件越来越小、I/O引脚数进一步增多，引线间距进一步缩小。多数电子产品耐温性不超过100℃，这就迫切需要开发新型的导电连接材料，以适应不断提高的电子封装要求。导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成，是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使填料粒子形成导电通道。其具有环境友好、加工条件温和、工艺简单和线分辨率小等优点，已经引起人们的广泛兴趣。然而导电胶普遍存在电导率较低和接触电阻不稳定等问题。因此，研制性能优良、能够取代传统铅锡焊料的导电胶粘剂成为人们研究的焦点。

导电胶通常是由基体树脂和导电填料两大部分组成的。其中，导电填料主要是金属粉末Ag、Cu、Ni等。银粉兼具导电性好和抗氧化能力强的优点，但是价格昂贵，且在湿热环境下容易发生银迁移现象，造成银导电胶电阻不稳定；铜粉价格较低，导电性好,但其抗氧化能力差，长期暴露在空气中表面易形成氧化膜从而对其电性能有很大影响。银包铜粉保留了银良好的导电性，而且银包覆层能有效地防止铜的氧化，其成本相对于银粉将大大降低。因此，它可作为较为理想的导电填料。但目前工业中制备的银包铜粉也存在一些问题：铜粉表面没有完全被银膜覆盖，其导电性、抗氧化性仍然低于纯银粉；且导电填料在制备过程中会加入一些有机润滑剂，这有利于导电填料在聚合物中的分散，减少导电胶的粘度并方便导电胶的实施；但是这层润滑剂的存在会使填料间的接触是金属—润滑剂—金属状态，这样就增加了电流通过导电填料的阻力；同时导电填料在存放的过程中会发生氧化作用，会在导电填料表面形成一层氧化层，这也增加了电流通过使的阻力。这些问题限制了银包铜粉在导电胶领域的应用。因此研发一种成本低又电性能好的导电胶已经成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种改性导电填料、其制备方法及应用。

为实现前述发明目的，本发明所采用的主要技术方案如下：

一种改性导电填料，包含主要以取代剂和还原剂进行改性并移除表面的有机润滑剂后的微米金属粉，其中所述取代剂包括多元醛或/和短链多元酸，所述还原剂选自无机和/或有机还原剂。

进一步的，所述导电填料包括微米级的银粉、铜粉、镍粉或银包铜粉，但不限于此。

进一步的，所述多元醛包括乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、己二醛或对苯二甲醛等，所述短链多元酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸或己二酸等，但均不限于此。

进一步的，所述无机还原剂包括氢碘酸、氢溴酸、氢氯酸、溴或碘，所述有机还原剂包括多元醇，所述多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇中的任一种或两种以上的混合物，但均不限于此。

进一步的，所述主要以取代剂和还原剂进行改性并移除表面润滑剂后的微米金属粉的表面还分布有原位生成的纳米金属粒子。

所述改性导电填料的制备方法，包括：以取代剂和还原剂对微米金属粉进行处理，从而将微米金属粉改性并移除微米金属粉表面的有机润滑剂。

作为较为优选的实施方案之一，该制备方法具体可包括：将0.001~0.09重量份的改性剂、0.001~1重量份的还原剂和100重量份的微米金属粉混合于100~1000重量份的乙醇中进行超声分散，从而将微米金属粉表面的有机润滑剂移除，并在微米金属粉的表面原位生成纳米金属粒子，然后洗涤并真空干燥，得到所述改性导电填料。

一种导电胶，包含前述改性导电填料。

进一步的，所述的导电胶还包含热塑性、热固性或光固性的液态树脂材料及相应固化剂；

其中，所述液态树脂材料包括环氧树脂或聚氨酯等，所述环氧树脂包括双酚A或F型环氧树脂，但不限于此。

其中，所述固化剂包括酸酐类固化剂（如甲基六氢苯酐、顺丁烯二酸酐等）和/或胺类固化剂（如乙二胺、二乙烯三胺等）和/或潜伏性固化剂（如双氰胺、三氮化硼乙胺络合物），但不限于此。

其中，所述的促进剂包括咪唑类（如1-氰乙基-2乙基-4甲基咪唑）和/或醚类，但不限于此。