低溫導電銀膠

低溫導電銀膠是一種固化或乾燥後具有一定導電性能的膠黏劑,它通常以基體樹脂和導電填料即導電粒子為主要組成成分, 通過基體樹脂的粘接作用把導電粒子結合在一起, 形成導電通路, 實現被粘材料的導電連線.

低溫導電銀膠的概述

簡介

由於導電銀膠的基體樹脂是一種膠黏劑, 可以選擇適宜的固化溫度進行粘接, 如環氧樹脂膠黏劑可以在室溫至150℃ 低溫固化, 遠低於錫鉛焊接的200℃以上的焊接溫度, 這就避免了焊接高溫可能導致的材料變形、電子器件的熱損傷和內應力的形成.同時, 由於電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發展, 鉛錫焊接的0.65mm的最小節距遠遠滿足不了導電連線的實際需求, 而導電銀膠可以製成漿料, 實現很高的線解析度.而且導電銀膠工藝簡單, 易於操作, 可提高生產效率, 也避免了錫鉛焊料中重金屬鉛引起的環境污染.所以導電銀膠是替代鉛錫焊接, 實現導電連線的理想選擇.生產企業包括：Uninwell Internaitonal,Alwaystone,Solarcarer,Breakover-quick等企業。

目前的套用範圍

目前Uninwell Internaitonal,Alwaystone,Solarcarer,Breakover-quick等企業的低溫導電銀膠已廣泛套用於液晶顯示屏（LCD）、發光二極體（LED）、積體電路(IC)晶片、印刷線路板組件(PCBA)、點陣塊、陶瓷電容、薄膜開關、智慧卡、射頻識別等電子元件和組件的封裝和粘接, 有逐步取代傳統的錫焊焊接的趨勢.

導電銀膠的分類及組成

導電銀膠的分類

導電銀膠種類很多, 按導電方向分為各向同性導電銀膠（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向異性導電銀膠（ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives）.ICA是指各個方向均導電的膠黏劑, 可廣泛用於多種電子領域；ACA則指在一個方向上如Z方嚮導電, 而在X和Y方向不導電的膠黏劑.一般來說ACA的製備對設備和工藝要求較高, 比較不容易實現, 較多用於板的精細印刷等場合, 如平板顯示器（FPDs）中的板的印刷 .

按照固化體系導電銀膠又可分為室溫固化導電銀膠、低溫導電銀膠、中溫固化導電銀膠、高溫固化導電銀膠、紫外光固化導電銀膠等.室溫固化導電銀膠較不穩定, 室溫儲存時體積電阻率容易發生變化.高溫導電銀膠高溫固化時金屬粒子易氧化, 固化時間要求必須較短才能滿足導電銀膠的要求.目前國內外套用較多的是中溫固化導電銀膠（低於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, 力學性能也較優異, 所以套用較廣泛.紫外光固化導電銀膠將紫外光固化技術和導電銀膠結合起來, 賦予了導電銀膠新的性能並擴大了導電銀膠的套用範圍, 可用於液晶顯示電致發光等電子顯示技術上, 國外從上世紀九十年代開始研究, 我國近年也開始研究.

導電銀膠的組成

導電銀膠主要由樹脂基體、導電粒子和分散添加劑、助劑等組成.目前市場上使用的導電銀膠大都是填料型.

填料型導電銀膠的樹脂基體, 原則上講, 可以採用各種膠勃劑類型的樹脂基體, 常用的一般有熱固性膠黏劑如環氧樹脂、有機矽樹脂、聚醯亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等膠黏劑體系.這些膠黏劑在固化後形成了導電銀膠的分子骨架結構, 提供了力學性能和粘接性能保障, 並使導電填料粒子形成通道.由於環氧樹脂可以在室溫或低於150℃固化, 並且具有豐富的配方可設計性能, 目前環氧樹脂基導電銀膠占主導地位.

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

國內外研究狀況及前景

目前, 國內生產導電銀膠的單位主要有金屬研究所等, 國內外企業有Uninwell　Internaitonal,Alwaystone,Breakover-quick、Three-Bond公司、美國Epoxy的公司、Ablistick公司,Loctite公司、Solarcarer、3M公司等.已商品化的導電銀膠主要有導電銀膏、導電銀漿、導電塗料、導電膠帶、導電銀膠等,組分有單、雙組分.導電銀膠一般用於微電子封裝、印刷電路板、導電線路粘接等各種電子領域中.現今國內的導電銀膠無論從品種和性能上與國外都有較大差距.

導電銀膠的套用領域

（1）導電銀膠粘劑用於微電子裝配,包括細導線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連線,粘接導線與管座,粘接元件與穿過印刷線路的平面孔,粘接波導調諧以及孔修補.

（2）導電銀膠粘劑用於取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時耐受能力的點焊.導電銀膠粘劑作為錫鉛焊料的替代品,其主要套用範圍如：電話和移動通信系統；廣播、電視、計算機等行業；汽車工業；醫用設備；解決電磁兼容(EMC)等方面.

（3） 導電銀膠粘劑的另一套用就是在鐵電體裝置中用於電極片與磁體晶體的粘接.導電銀膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨於沉積的焊接.用於電池接線柱的粘接是當焊接溫度不利時導電銀膠粘劑的又一用途.

（4）導電銀膠粘劑能形成足夠強度的接頭,因此,可以用作結構膠粘劑.

國內外導電銀膠的套用情況

目前國內市場上一些高尖端的領域使用的導電銀膠主要以進口為主：Uninwell Internaitonal,Alwaystone,Solarcarer,Breakover-quick，3M公司,Solarcarer,Alwaystone,幾乎占領了全部的IC和LED領域,日本的住友和台灣翌華也有涉及這些領域.日本的Three-Bond, Uninwell則控制了整個的石英晶體諧振器方面導電銀膠的套用.國內的導電銀膠主要使用在一些中、低檔的產品上,這方面的市場主要由金屬研究所占有.

Uninwell Internaitonal,Alwaystone,Solarcarer,Breakover-quick等企業的導電銀膠主要適用於LED、大功率LED、 LED數碼管、LCD、TR、IC、COB、PCBA、點陣塊、顯示屏、晶振、諧振器、太陽能電池、光伏電池、蜂鳴器、陶瓷電容、半導體分立器件等各種電子元件和組件的封裝以及粘結等.套用範圍涉及電子元器件、電子組件、電路板組裝、顯示及照明工業、通訊、汽車電子、智慧卡、射頻識別等領域.

目前我國電子產業正大量引進和開發SMT 生產線, 導電銀膠在我國必然有廣闊的套用前景.但我國在這方面的研究起步較晚, 目前所需用的高性能導電銀膠主要依賴進口, 因此必須大力加強粘接溫度和固化時間、粘接壓力、粒子含量等因素導電銀膠可靠性的影響的研究和套用開發, 製備出新型的導電銀膠, 以提高我國電子產品封裝業的國際競爭力.

出處

《電子電器用膠黏劑》,肖衛東等編.化學工業出版社.中國版本圖書館CIP數據核字（2004）第019016號