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浅谈导电胶水导电机理
编辑:上海腾烁电子材料有限公司   发布时间:2018-08-20

目前,普遍认同的导电胶粘剂的导电机理有两种。一是导电粒子间的相互连续接触导电。导电胶粘剂因内部导电粒子间的相互接触,在三维空间上形成了一定的导电通路,从而使导电胶粘剂具有导电性。而导电粒子的填充量和形状又决定了导电胶粘剂导电性能的好坏。在低填充浓度下,导电胶粘剂的电阻率会随着导电填料填充量的增加而逐渐降低,但在一个临界填充量Mc时,电阻率会突然急剧下降(如图1所示),此时所对应的填料填充量称为穿流阈值。通常都认为在这一填充量下,所有的导电颗粒都能相互接触,形成了一个三维的导电网络。进一步增加填充量,只能使电阻率略微降低[5]。所以,为了确保得到*的导电性能,导电填料的填充量应该稍高于穿流阈值。但是,同一种导电填料会因为导电粒子形状的不同而出现不同的穿流值。银粉填充量相同时用球状银粉配制的导电胶粘剂电阻率为10–2Ω·cm,而片状银粉导电胶粘剂的电阻率可达10–4Ω·cm[6]。Ferro[7]发现用SF70A片状银粉(片径约为3~5μm)制备的导电胶粘剂在银粉质量分数为50%时已不能导电,一维银线制备的导电胶粘剂的穿流阈值可降至质量分数30%~40%,由一维银线制备的带状银粉的穿流阈值甚至可以低于质量分数20%。

二是导电粒子借助热电子辐射或隧道效应通过空气或介电体的间隔形成电气传导。此理论认为当导电粒子间不相互接触时,粒子间存在隔离层,使导电粒子中自由电子的定向运动受阻,这种阻碍可视为一种势垒。根据量子力学的理论可知,对于一种微观粒子来说,即使其能量小于势垒能量,它也有穿过势垒的可能性。电子穿过隔离层的概率与隔离层厚度a及势垒能量和电子能量的差值E有关,a值和E值越小,电子穿过隔离层的概率就越大。当a小到一定值时,电子就很容易穿过隔离层,从而使导电胶粘剂导电。


  导电胶黏剂是由导电性填料、黏合剂、溶剂和添加剂组成。

  (1)导电性填料常用的导电性填料有:金属粉、石墨粉、乙炔炭黑和碳纤维等,其中以金属粉应用*为广泛。在金属粉中,金粉化学稳定性好,导电性高,但价格高昂,只能用于要求高度可靠性的航空、航天或军工等方面和厚膜集成电路上;铜粉、铝粉、镍粉则易氧化,导电性不稳定;


  (2)树脂、溶剂和添加剂 常用的有单组分和双组分环氧树脂胶,因其固化物坚韧、耐磨和耐热,所以常用于硬件。使用时,可在胶液中加入稀释剂,以调节黏度及干燥速率,通常使用醇类、酯类溶剂较多。


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