專利名稱：一種復合納米金導電膠的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種材料制備和電子組裝領域，特別是涉及導電膠粘劑的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著電子元器件逐漸向小型化、輕型化方向發(fā)展，電子封裝行業(yè)中傳統(tǒng)使用的Sn/Pb焊料已經(jīng)暴露出了它的缺點(1)線分辨率太低，只能在節(jié)距為0.65mm以上的范圍內(nèi)使用；(2)從環(huán)境保護角度來看，Pb的使用在歐美國家已經(jīng)被禁止，使Sn/Pb焊料的應用受到限制；(3)由于焊料焊接溫度過高容易損壞器件。導電膠由于使用的是金屬粉末(有的甚至達到了納米級)導電，可以提高連接的線分辨率；基體是高分子材料，可以用于柔性基板上；具有涂膜工藝簡單、固化溫度低等一系列優(yōu)點，使導電膠作為Sn/Pb的替代品已經(jīng)廣泛地應用于SMT、SMD、PCD等微電子封裝行業(yè)。導電膠粘劑包括兩大類，各向同性均質(zhì)導電膠粘劑(ICA)和各向異性導電膠粘劑(ACA)。ICA是指各個方向均導電的膠粘劑，ACA則不一樣，如Z-軸ACA是指在Z方向?qū)щ姷哪z粘劑，而在X和Y方向則不導電。當前的研究主要集中在ICA方面。目前研究和使用較多的是銀粉或攙雜銀粉導電膠，主要是因為銀的導電性是所有金屬材料中最好的，但存在的問題是銀導電膠用于電子封裝領域后容易出現(xiàn)銀遷移的問題，導致導電性下降，從而影響電子產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性。而金導電膠卻不存在此問題，而且金的抗腐蝕和氧化性能遠大于銀，唯一的不足是金的成本比銀高，但通過攙雜和部分取代可大大節(jié)約金的用量，從而降低金導電膠的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以復合金納米線為導電功能體，以環(huán)氧樹脂為粘接劑制備了導電性能和粘接性能均十分優(yōu)異的導電膠粘劑。
本發(fā)明的主要內(nèi)容是以碳納米管為模板，經(jīng)表面化學修飾后在其表面化學鍍上一層納米金，再以獲得的復合納米金線為導電功能體，以環(huán)氧樹脂為基體制備導電膠粘劑，在80℃以下或室溫固化，可獲得導電性(體積電阻率≤10-5Ωcm)和拉伸剪切強度(≥45MPa)均很好的導電膠粘劑，且金的含量小于50％(不計溶劑)。
本發(fā)明就利用碳納米管為模板，用化學鍍法制備出金納米復合線，再以制備出的金納米導線為導電功能體制備了復合金納米導電膠。一維納米材料由于具有特殊的結(jié)構(gòu)以及獨特的電學性能、力學性能和良好的化學穩(wěn)定性而被廣泛研究和應用。其中金納米線由于曲率半徑小適宜“尖端放電”，具有優(yōu)良的場發(fā)射性且域值場較小，發(fā)射電流密度和發(fā)射位密度較高。將一維金納米線作為導電膠的導電填料既可以充分發(fā)揮納米線的纖維結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，更好地在導電膠的樹脂基體中形成導電網(wǎng)絡，又可以發(fā)揮納米粒子的隧道導電效應及場發(fā)射導電效應。
具體實施例方式
實施例1稱取1克單壁碳納米管，經(jīng)化學處理后使其表面接上巰基，然后用化學鍍的方法在其表面“鍍”上一層納米金顆粒，所“鍍”金與碳納米管的質(zhì)量比為1∶1，然后以此復合納米金線為導電功能體，以2∶1的比例與E-51型環(huán)氧樹脂充分混合即得本發(fā)明產(chǎn)品。使用時加入適量環(huán)氧樹脂固化劑，混合均勻后即可用于電器元件的粘結(jié)和電路板的封裝，80℃以下中低溫固化即可。
實施例2稱取1克多壁碳納米管，經(jīng)一系列化學處理后用化學鍍的方法在其表面“鍍”上一層納米金顆粒，所“鍍”金與碳納米管的質(zhì)量比為2∶1，然后以此復合納米金線為導電功能體，以2∶1的比例與E-51型環(huán)氧樹脂充分混合即得本發(fā)明產(chǎn)品。使用時加入適量環(huán)氧樹脂固化劑，混合均勻后即可用于電器元件的粘結(jié)和電路板的封裝，80℃以下中低溫固化即可。
實施例3稱取1克多壁碳納米管，經(jīng)一系列化學處理后用化學鍍的方法在其表面“鍍”上一層納米金顆粒，所“鍍”金與碳納米管的質(zhì)量比為1.5∶1，然后以此復合納米金線為導電功能體，以3∶1的比例與E-44型環(huán)氧樹脂充分混合即得本發(fā)明產(chǎn)品。使用時加入適量環(huán)氧樹脂固化劑，混合均勻后即可用于電器元件的粘結(jié)和電路板的封裝，80℃以下中低溫固化即可。
權(quán)利要求
1.一種復合納米金導電膠的制備方法，其特征在于以碳納米管為模板，經(jīng)表面化學修飾后在其表面化學鍍上一層納米金，再以獲得的復合納米金線為導電功能體，以環(huán)氧樹脂為基體制備導電膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合納米金導電膠的制備方法，其特征在于所用碳納米管是單壁或者是多壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合納米金導電膠的制備方法，其特征在于所用環(huán)氧樹脂既可是E-51型或者是E-44型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能金導電膠的制備方法，屬于化學鍍銀和微電子連接材料技術(shù)領域。以碳納米管為模板，經(jīng)表面化學修飾后在其表面化學鍍上一層納米金，再以獲得的復合納米金線為導電功能體，以環(huán)氧樹脂為基體制備出了一種新型的各向同性導電膠。相比于傳統(tǒng)導電膠，以本法制備的導電膠不僅具有優(yōu)異的電學性能，同時還具有極好的力學性能和耐腐蝕抗氧化性能，在電子封裝行業(yè)具有極好的應用前景。
文檔編號C23C18/42GK101054500SQ20071006591
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者馮永成, 董守安 申請人:昆明貴金屬研究所