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形成導(dǎo)電通路,使導(dǎo)電膠具有導(dǎo)電性,膠層中粒子間的穩(wěn)定接觸是由于導(dǎo)電膠固化或干燥造成的。導(dǎo)電膠在固化或干燥前,導(dǎo)電粒子在膠粘劑中是分離存在的,相互間沒有連續(xù)接觸,因而處于絕緣狀態(tài)。導(dǎo)電膠固化或干燥后,由于溶劑的揮發(fā)和膠粘劑的固化而引起膠粘劑體積的收縮,使導(dǎo)電粒子相互間呈穩(wěn)定的連續(xù)狀態(tài),因而表現(xiàn)出導(dǎo)電性。

隧道效應(yīng)使粒子間形成一定的電流通路

當(dāng)導(dǎo)電粒子中的自由電子的定向運(yùn)動(dòng)受到阻礙,這種阻礙可視為一種具有一定勢(shì)能的勢(shì)壘。根據(jù)量子力學(xué)的概念可知,對(duì)于一個(gè)微觀粒子來說,即使其能量小于勢(shì)壘的能量,它除了有被反射的可能性之外,也有穿過勢(shì)壘的可能性,微觀粒子穿過勢(shì)壘的現(xiàn)象稱為貫穿效應(yīng),也可叫做隧道效應(yīng)。電子是一種微觀粒子,因而它具有穿過導(dǎo)電粒子間隔離層阻礙的可能性。電子穿過隔離層幾率的大小與隔離層的厚度及隔離層勢(shì)壘的能量與電子能量的差值有關(guān),厚度和差值越小,電子穿過隔離層幾率就越大。當(dāng)隔離層的厚度小到一定值時(shí),電子就很容易穿過這個(gè)薄的隔離層,使導(dǎo)電粒子間的隔離層變?yōu)閷?dǎo)電層。由隧道效應(yīng)而產(chǎn)生的導(dǎo)電層可用一個(gè)電阻和一個(gè)電容來等效。

按照固化體系導(dǎo)電膠又可分為室溫固化導(dǎo)電膠、中溫固化導(dǎo)電膠、高溫固化導(dǎo)電膠、紫外光固化導(dǎo)電膠等。室溫固化導(dǎo)電膠較不穩(wěn)定,室溫儲(chǔ)存時(shí)體積電阻率容易發(fā)生變化。高溫導(dǎo)電膠高溫固化時(shí)金屬粒子易氧化,固化時(shí)間要求必須較短才能滿足導(dǎo)電膠的要求。目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的是中溫固化導(dǎo)電膠(低于150℃),其固化溫度適中,與電子元器件的耐溫能力和使用溫度相匹配,力學(xué)性能也較優(yōu)異, 所以應(yīng)用較廣泛。紫外光固化導(dǎo)電膠將紫外光固化技術(shù)和導(dǎo)電膠結(jié)合起來,賦予了導(dǎo)電膠新的性能并擴(kuò)大了導(dǎo)電膠的應(yīng)用范圍,可用于液晶顯示電

致發(fā)光等電子顯示技術(shù)上,國外從上世紀(jì)九十年代開始研究,我國近年也開始研究。

填料型導(dǎo)電膠的樹脂基體,原則上講,可以采用各種膠勃?jiǎng)╊愋偷臉渲�基體,常用的一般有熱固性膠黏劑如環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系。這些膠黏劑在固化后形成了導(dǎo)電膠的分子骨架結(jié)構(gòu),提供了力學(xué)性能和粘接性能保障,并使導(dǎo)電填料粒子形成通道。由于環(huán)氧樹脂可以在室溫或低于150℃固化,并且具有豐富的配方可設(shè)計(jì)性能,目前環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電膠占主導(dǎo)地位。

導(dǎo)電膠要求導(dǎo)電粒子本身要有良好的導(dǎo)電性能粒徑要在合適的范圍內(nèi),能夠添加到導(dǎo)電膠基體中形成導(dǎo)電通路。導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、鋁、鋅、鐵、鎳的粉末和石墨及一些導(dǎo)電化合物。

導(dǎo)電膠中另一個(gè)重要成分是溶劑。由于導(dǎo)電填料的加入量至少都在50% 以上,所以導(dǎo)電膠的樹脂基體的黏度大幅度增加,常常影響了膠黏劑的工藝性能。為了降低黏度,實(shí)現(xiàn)良好的工藝性和流變性,除了選用低黏度的樹脂外,一般需要加入溶劑或者活性稀釋劑,其中活性稀釋劑可以直接作為樹脂基體,反應(yīng)固化。溶劑或者活性稀釋劑的量雖然不大,但在導(dǎo)電膠中起到重要作用,不但影響導(dǎo)電性,而且還影響固化物的力學(xué)性能。常用的溶劑(或稀釋劑)一般應(yīng)具有較大的分子量,揮發(fā)較慢,并且分子結(jié)構(gòu)中應(yīng)含有極性結(jié)構(gòu)如碳一氧極性鏈段等。溶劑的加入量要控制在一定范圍內(nèi),以免影響導(dǎo)電膠膠體的膠接整體性能。

除樹脂基體、導(dǎo)電填料和稀釋劑外,導(dǎo)電膠其他成分和膠黏劑一樣,還包括交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、防腐劑、增韌劑和觸變劑等。

2、導(dǎo)電膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊。導(dǎo)電膠粘劑作為錫鉛焊料的替代品,其主要應(yīng)用范圍如:電話和移動(dòng)通信系統(tǒng);廣播、電視、計(jì)算機(jī)等行業(yè);汽車工業(yè);醫(yī)用設(shè)備;解決電磁兼容(EMC)等方面。

3、導(dǎo)電膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接。導(dǎo)電膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電膠粘劑的又一用途。

4、導(dǎo)電膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭,因此,可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。

5、國內(nèi)外導(dǎo)電膠的應(yīng)用情況-煒烽導(dǎo)電膠后起之秀 國內(nèi)市場(chǎng)上一些高尖端的領(lǐng)域使用的導(dǎo)電膠主要以進(jìn)口為主:美國的Ablistick公司、3M公司幾乎占領(lǐng)了全部的IC和LED領(lǐng)域,日本的住友和臺(tái)灣翌華也有涉及這些領(lǐng)域。日本的Three-Bond公司則控制了整個(gè)的石英晶體諧振器方面導(dǎo)電膠的應(yīng)用。國內(nèi)的導(dǎo)電膠主要使用在一些中、低檔的產(chǎn)品上,這方面的市場(chǎng)主要由金屬研究所占有。

國內(nèi)出現(xiàn)了室溫保存型導(dǎo)電膠,該類導(dǎo)電膠是對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)電膠的突破。該款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了在室溫下儲(chǔ)藏三個(gè)月的獨(dú)特性能。在點(diǎn)膠機(jī)上使用,可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)月不洗膠盤的工藝要求。

我國電子產(chǎn)業(yè)正大量引進(jìn)和開發(fā)SMT 生產(chǎn)線, 導(dǎo)電膠在我國必然有廣闊的應(yīng)用前景。但我國在這方面的研究起步較晚, 所需用的高性能導(dǎo)電膠主要依賴進(jìn)口, 因此必須大力加強(qiáng)粘接溫度和固化時(shí)間、粘接壓力、粒子含量等因素導(dǎo)電膠可靠性的影響的研究和應(yīng)用開發(fā), 制備出新型的導(dǎo)電膠, 以提高我國電子產(chǎn)品封裝業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力。

出自:《電子電器用膠黏劑》,肖衛(wèi)東等編,化學(xué)工業(yè)出版社,中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2004)第019016號(hào)。