[发明专利]一种低熔点金属微纳米粉末导电胶及其制备方法

说明书

本发明提出一种低熔点金属微纳米粉末导电胶，按质量比包括导电填料50％‑90％和基体树脂10％‑50％；其中，所述导电填料按质量比包括如下组分：低熔点金属微纳米粉末50％‑90％，银粉10‑50％。本发明还提出所述低熔点金属微纳米粉末导电胶的制备和应用。与Pd‑Sn合金、无铅焊料相比，本导电胶具有环境友好、低温键合、附着力好、细线印刷能力强、可用于柔性电路连接；与目前市场上的导电银胶、铜胶相比，本导电胶具有导热性能好、体积电阻率小、粘接强度高、工艺简单等优点，同时其制备方法简单、易于操作，成本远低于导电银胶。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种芯片封装材料及其制备方法。

背景技术

目前，国内外替代Sn-Pb焊料的材料有两类，无铅钎料和导电胶。无铅钎料中最有应用前景的Sn-Ag、Sn-Ag-Cu系钎料的钎焊温度比Sn-Pb钎料高出40℃左右，大部分焊接元器件都无法承受这样的温度，无铅钎料的使用大大降低了电子元器件的可靠性。另外，Sn-Bi、Sn-In等钎料则由于成分稀有、价格过高等因素限制了应用。

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。

传统使用最广泛的导电胶主要用银粉和铜粉作为导电填料。银粉具有良好的导电性，由于其氧化物也具有一定的导电性，因此银粉或者镀银材料作为导电填料应用广泛，在一些要求导电胶具有良好导电性能的领域一般使用银粉导电胶，但银粉导电胶在潮湿环境中容易发生电迁移现象，降低了导电胶的可靠性。且银粉导电胶的成本较高，沉降稳定性较差；铜粉具有较好的导电性，成本大大低于银粉，但铜系导电胶容易氧化，氧化后导电性大大降低，甚至不能形成导电通路，铜系导电胶经过几十年的发展，已取得了长足的进步，但不稳定性仍然是长期存在的问题。如有限的耐冲击，长期的机械性和导电稳定等方面，使在电子工业中导电胶代替焊接依然没有被广泛的接受。

为解决此方面存在的问题，本发明提出一种低熔点金属微纳米粉末导电胶，利用低熔点、高导电性的低熔点金属粉末与银粉混合作为导电填料，具有以下优点：(1)低熔点的特性能够保证在固化过程中与银粉更好的结合并相互接触形成线或面通路，减少金属颗粒之间间隙的形成；(2)在保证好的导电性的降低贵金属银粉的用量，极大的降低生产成本；(3)低熔点金属具有好的机械性能，固化后提高导电胶拉伸剪切强度，适应性增强。

发明内容

本发明的第一个目的在于解决传统的Sn-Pb焊料、无铅焊料焊接温度高、热应力大、能耗高、对环境有害等缺点，同时克服了现在市场上导电银胶导热、粘接性能差、体积电阻率大、工艺复杂，成本高等缺点，因此提出一种低熔点金属微纳米粉末导电胶。

本发明的第二个目的是提出所述低熔点金属微纳米粉末导电胶的制备方法。

本发明的第三个目的是提出所述低熔点金属微纳米粉末导电胶的应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种低熔点金属微纳米粉末导电胶，按质量比包括导电填料50％-90％和基体树脂10％-50％；其中，所述导电填料按质量比包括如下组分：低熔点金属微纳米粉末50％-90％，银粉10-50％。

其中，所述基体树脂按质量份包括如下组分：树脂100份，固化剂10-20份，促进剂0.5-1.5份，偶联剂0.5-3份，稀释剂8-18份，消泡剂0.5-1份，抗氧化剂0.1-0.8份。

其中，所述的树脂为聚丁二烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯吡咯烷酮、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、聚丁二烯树脂、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚丙烯酸树脂、聚酯树脂、醇酸树脂、聚氨酯、硅树脂、硅丙树脂、氯醋树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、醛酮树脂、纤维素树脂、氟碳树脂、乙烯基树脂、阿拉伯胶中的一种或多种。