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导电胶的导电原理
发布日期: 2018-12-13 20:44:46

   按导电方向分为各向同性导电胶ICAs,Isotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电胶ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives)。

   ICA是指各个方向均导电的胶黏剂,可广泛用于多种电子领域;

   ACA则指在一个方向上如Z方向导电,而在X和Y方向不导电的胶黏剂。

   一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高,比较不容易实现,较多用于板的精细印刷等场合,如平板显示器FPDs)中的板的印刷 。

   按照固化体系导电胶又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。室温固化导电胶较不稳定,室温储存时体积电阻率容易发生变化。高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化,固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求。

   目前国内外应用较多的是中温固化导电胶(低于150℃),其固化温度适中,与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配,力学性能也较优异, 所以应用较广泛。紫外光固化导电胶将紫外光固化技术和导电胶结合起来,赋予了导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围,可用于液晶显示电致发光等电子显示技术上,国外从上世纪九十年代开始研究,我国近年也开始研究。 

   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。基体主要包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氯酯等。虽然高度共轭类型的高分子本身结构也具有导电性,如大分子吡啶类结构等,可以通过电子或离子导电 ,但这类导电胶的导电性最多只能达到半导体的程度,不能具有像金属一样低的电阻,难以起到导电连接的作用。

   目前市场上使用的导电胶大都是填料型。填料型导电胶的树脂基体,原则上讲,可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体,常用的一般有热固性胶黏剂如环氧树脂、有机硅树脂聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。

   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,并使导电填料粒子形成通道。由于环氧树脂可以在室温或低于150℃固化,并且具有丰富的配方可设计性能,目前环氧树脂基导电胶占主导地位。

   导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能粒径要在合适的范围内,能够添加到导电胶基体中形成导电通路。导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。

   导电胶中另一个重要成分是溶剂。由于导电填料的加入量至少都在50% 以上,所以导电胶的树脂基体的黏度大幅度增加,常常影响了胶黏剂的工艺性能。为了降低黏度,实现良好的工艺性和流变性,除了选用低黏度的树脂外,一般需要加入溶剂或者活性稀释剂,其中活性稀释剂可以直接作为树脂基体,反应固化。

   溶剂或者活性稀释剂的量虽然不大,但在导电胶中起到重要作用,不但影响导电性,而且还影响固化物的力学性能。常用的溶剂(或稀释剂)一般应具有较大的分子量,挥发较慢,并且分子结构中应含有极性结构如碳一氧极性链段等。溶剂的加入量要控制在一定范围内,以免影响导电胶胶体的胶接整体性能。 除树脂基体、导电填料和稀释剂外,导电胶其他成分和胶黏剂一样,还包括交联剂、偶联剂、防腐剂、增韧剂和触变剂等。



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