專利名稱：一種導(dǎo)電膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠及其制備方法，尤其是涉及一種低銀含量的導(dǎo)電膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電膠是一種固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性能的膠黏劑，它通常由基體樹脂、導(dǎo)電填料和助劑等組成。樹脂基體主要起到粘結(jié)作用，填料用來形成導(dǎo)電通路?；w樹脂主要為熱固性的環(huán)氧樹脂、有機硅樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂等；導(dǎo)電填料可以是金、銀、銅、招、鋒、鐵、鎮(zhèn)的粉末和石墨等。目前商用導(dǎo)電膠大都使用銀粉作為具有導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能的填料，其材料成本的主要部分也是銀粉。但是隨著工業(yè)界對于銀等的貴金屬的需求日益旺盛，銀粉價格一直在不斷攀升，導(dǎo)致導(dǎo)電膠在電子封裝中所占成本明顯地上升，所以開發(fā)出一類較低成本的導(dǎo)電膠滿足市場的迫切需求成為科學(xué)界和工業(yè)界都非常關(guān)心的問題。目前，降低導(dǎo)電膠的成本有兩種途徑，一種是用其他非貴金屬如銅，鎳或者鍍銀銅、鍍銀鎳等來取代銀粉作為導(dǎo)電填料，但是銅粉容易氧化成氧化銅，氧化銅不導(dǎo)電；鎳粉雖然相對來說較難氧化，但是鎳粉的加工性不好，不易加工成需要的形狀滿足要求；在銅粉和鎳粉表面鍍上銀或者金等貴金屬，雖然可以有效防止氧化，但是很難確保銅粉或者鎳粉表面全部都能鍍上貴金屬，只要銅粉或者鎳粉表面有一些裸露，當(dāng)水汽進入時就會加速銅粉或者鎳粉氧化。這些缺點都限制了銅、鎳、鍍銀銅和鍍銀鎳等在導(dǎo)電膠的應(yīng)用。另一種方法就是降低銀粉在導(dǎo)電膠中的含量，這種方法由于可靠性高，綜合性能較好等優(yōu)點已經(jīng)吸引了人們的廣泛注意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低銀含量的導(dǎo)電膠及其制備方法，從而達到降低成本的目的。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種導(dǎo)電膠，包括以下重量百分比的各原料導(dǎo)電銀粉50% 70%，環(huán)氧樹脂 10% 25%，環(huán)氧稀釋劑3% 10%，固化劑8% 20%，固化促進劑O. 5% 2%，氨基酸 O. 5 2%，偶聯(lián)劑O. 5% 2%。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所用的導(dǎo)電銀粉能夠大幅度降低銀粉含量，使得導(dǎo)電膠綜合性能好。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，所述導(dǎo)電銀粉為納米銀粉和微米銀粉。進一步,所述納米銀粉的粒徑范圍為5納米 100納米,優(yōu)選的粒徑范圍為10納米 20納米，微米銀粉粒徑范圍為O. 5微米 100微米，優(yōu)選的粒徑范圍為I微米 50微米。
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采用上述進一步方案的有益效果是，納米銀具有粒徑小，較大的比表面積和活性高等特點，填充較少的納米銀粉通過隧道效應(yīng)，就能達到導(dǎo)電膠的滲流閾值，使其具有較好的導(dǎo)電性。為此，本發(fā)明將納米銀粉與與微米銀粉混合使用，使導(dǎo)電膠具有較好的綜合性倉泛。進一步，所述環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚類雙酚A型、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂或有機硅改性環(huán)氧樹脂中的一種或者任意兩種以上的混合物。進一步，所述環(huán)氧稀釋劑為1，4_ 丁二醇縮水甘油醚、新戊二醇縮水甘油醚、1， 6-己二醇二縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、1，4_環(huán)己烷二醇縮水甘油醚、三羥甲基丙烷縮水甘油醚或聚乙二醇二縮水甘油醚中中的一種或者任意兩種以上的混合物。進一步，所述固化劑為四氫苯酐、甲基四氫苯酐、六氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納迪克酸酐或十二烷基順丁烯二酸酐中的一種或者任意兩種以上的混合物。進一步，所述固化促進劑為芐基二甲胺、2，4，6_三(二甲胺基甲基)苯酚及其改性物、2-乙基-4-甲基咪唑、氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、芐基二甲胺的改性物、甲基咪唑、
2-i^一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2，4- 二氨基-6-(2- i^一烷基咪唑-I-乙基)-S-三嗪及其衍生物和鹽中其改性物中的一種或者任意兩種以上的混合物。進一步，所述氨基酸為丙氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、天門冬酰胺、半胱氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸、纈氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸、?；撬帷?Y-酪氨酸或賴氨酸中的一種或者任意兩種以上的混合物。進一步，所述偶聯(lián)劑為Y-氨丙基二乙氧基娃燒、Y-氨丙基二甲氧基娃燒、 Υ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N- (β -氨乙基)_ Y _氛丙基二乙氧基娃燒，N-β-(氛乙基)-γ -氛丙基二甲氧基娃燒、N- β -(氛乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Y-氨丙基甲基二乙氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下一種導(dǎo)電膠的制備方法，包括以下步驟I)將導(dǎo)電銀粉中的納米銀粉加入到氨基酸的水溶液中，進行攪拌，然后再依次進行離心、洗滌、干燥，得到氨基酸改性的納米銀粉，備用；2)將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑在室溫下混合，得到環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑的混合物；3)將固化劑、固化促進劑和偶聯(lián)劑加入到步驟2)制得的環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑的混合物中，并在室溫下進行混合，得到混合物，然后將所述混合物放到研磨機上，并在室溫下進行研磨，得到均勻混合物；4)將步驟I)中得到的氨基酸改性的納米銀粉加入到步驟3)制得的均勻混合物中，再加入微米銀粉，并在室溫下進行攪拌，至混合均勻，即得所述導(dǎo)電膠；其中，所述導(dǎo)電銀粉，環(huán)氧樹脂，環(huán)氧稀釋劑，固化劑，固化促進劑，氨基酸及偶聯(lián)劑的重量百分比為50% 70% 10% 25% 3% 10% 8% 20% O. 5% 2% O. 5 2% : O. 5% 2%。進一步，在步驟I)中，所述攪拌是在40 100°C的溫度下，攪拌6 48小時，所述干燥下溫度為15 25°C。進一步，在步驟2)中，所述混合的時間為3 30分鐘。進一步，在步驟3)中，所述混合的時間為3 30分鐘，所述研磨的時間為3 30 分鐘。本發(fā)明的有益效果是，由于納米銀具有高比表面積，活性大，容易團聚，導(dǎo)致其在環(huán)氧樹脂基體中很難分散，本發(fā)明通過通過用氨基酸對納米銀進行表面改性，使其較好的分散在樹脂基體中，固化時氨基酸參與環(huán)氧固化從納米銀的表面脫除，使納米粒子具有較好的導(dǎo)電性。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例I在常溫下，分別按照表I中實施例I指定的各組分，將雙酚A型環(huán)氧樹脂和1，4_ 丁二醇縮水甘油醚混合3分鐘至均勻，然后加入甲基四氫苯酐、2-十一烷基咪唑和Y-氨丙基三乙氧基硅烷，室溫下混合15分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨之后，加入片狀銀粉1，室溫下低速混合30分鐘即可制得本發(fā)明的導(dǎo)電膠。實施例2在常溫下，分別按照表I中實施例2指定的各組分，將雙酚F型環(huán)氧樹脂和新戊二醇縮水甘油醚混合10分鐘至均勻，然后加入甲基六氫苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑和Y-(2，
3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，室溫下混合10分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨之后，加入片狀銀粉I和片狀銀粉2，室溫下低速混合45分鐘即可制得本發(fā)明的導(dǎo)電膠。實施例3在常溫下，分別按照表I中實施例3指定的各組分，將雙酚A型和雙酚F型環(huán)氧樹脂和聚乙二醇二縮水甘油醚混合20分鐘至均勻，然后加入甲基納迪克苯酐、2-十一烷基咪唑和Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，室溫下混合20分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨之后，加入納米銀粉I和片狀銀粉I，室溫下低速混合45分鐘即可制得本發(fā)明的導(dǎo)電膠。實施例4按照表I中實施例4制定各組分，納米銀粉在谷氨酸的水溶液中40°C攪拌回流 6h，離心，洗滌干燥后制備出改性后的納米銀粉，備用；在常溫下，分別按照表I中實施例4 指定的各組分，將雙酚A型和雙酚F型環(huán)氧樹脂、新戊二醇縮水甘油醚和聚乙二醇二縮水甘油醚混合30分鐘至均勻，然后加入甲基六氫苯酐、四氫苯酐、2-乙基-4-甲基咪唑、Y-氨丙基三乙氧基硅烷和Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，室溫下混合30分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨之后，加入片狀銀粉2和改性納米銀粉，室溫下低速混合60分鐘即可制得本發(fā)明的導(dǎo)電膠。實施例5按照表I中實施例5制定各組分，納米銀粉在甘氨酸的水溶液中100°C攪拌回流 48h，離心，洗滌干燥后制備出改性后的納米銀粉，備用；在常溫下，分別按照表I中實施例5指定的各組分，將雙酚A型和雙酚F型環(huán)氧樹脂、聚乙二醇二縮水甘油醚和I，4-環(huán)己烷二醇縮水甘油醚混合20分鐘至均勻，然后加入甲基四氫苯酐、四氫苯酐、2-十一烷基咪唑、 2-乙基-4-甲基咪唑、Y - (2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和己二胺基甲基三甲氧基硅烷，室溫下混合10分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨30分鐘之后，加入片狀銀粉2 和改性納米銀粉，室溫下低速混合60分鐘即可制得本發(fā)明的導(dǎo)電膠。實施例6按照表I中實施例6制定各組分，納米銀粉在賴氨酸的水溶液中80°C攪拌回流 24h，離心，洗滌干燥后制備出改性后的納米銀粉，備用；在常溫下，分別按照表I中實施例 6指定的各組分，將雙酚A型和雙酚F型環(huán)氧樹脂和二乙二醇縮水甘油醚混合20分鐘至均勻，然后加入甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、2-i烷基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和 γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，室溫下混合10分鐘成為均勻混合物，再經(jīng)過三輥機研磨3分鐘之后，加入片狀銀粉2和改性納米銀粉，室溫下低速混合60分鐘即可制得本發(fā)明用于的導(dǎo)電膠。表I各實施例組分含量
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電膠，其特征在于，包括以下重量百分比的各原料導(dǎo)電銀粉50% 70%，環(huán)氧樹脂10% 25%，環(huán)氧稀釋劑3% 10%，固化劑8% 20%，固化促進劑O. 5% 2%，氨基酸.O.5 2%,偶聯(lián)劑O. 5% 2%ο
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述導(dǎo)電銀粉為納米銀粉和微米銀粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述納米銀粉的粒徑為5納米 100納米，所述微米銀粉的粒徑為O. 5微米 100微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述納米銀粉的粒徑為10納米 20納米，所述微米銀粉的粒徑為I微米 50微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚類雙酚A 型、雙酚F型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂或有機硅改性環(huán)氧樹脂中的一種或者任意兩種以上的混合物；所述環(huán)氧稀釋劑為1，4- 丁二醇縮水甘油醚、新戊二醇縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、二乙二醇縮水甘油醚、1，4-環(huán)己烷二醇縮水甘油醚、三羥甲基丙烷縮水甘油醚或聚乙二醇二縮水甘油醚中中的一種或者任意兩種以上的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述固化劑為四氫苯酐、甲基四氫苯酐、六氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納迪克酸酐或十二烷基順丁烯二酸酐中的一種或者任意兩種以上的混合物；所述固化促進劑為芐基二甲胺、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚及其改性物、2-乙基-4-甲基咪唑、氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、芐基二甲胺的改性物、甲基咪唑、2- i^一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2，4- 二氨基-6-(2- i^一烷基咪唑-I-乙基)-S-三嗪及其衍生物和鹽中其改性物中的一種或者任意兩種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述氨基酸為丙氨酸、精氨酸、天門冬氨酸、天門冬酰胺、半胱氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸、 纈氨酸、瓜氨酸、鳥氨酸、?；撬帷-酪氨酸或賴氨酸中的一種或者任意兩種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)電膠，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基娃燒、N-( β -氛乙基-氛丙基二乙氧基娃燒，N-β -(氛乙基)-Y _氛丙基三甲氧基硅烷、Ν-β-(氨乙基)-Υ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、Υ-氨丙基甲基二甲氧基娃燒、Y _氣丙基甲基_■乙氧基娃燒、乙稀基二乙氧基娃燒中的一種或幾種的混合物。
9.一種導(dǎo)電膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟.1)將導(dǎo)電銀粉中的納米銀粉加入到氨基酸的水溶液中，進行攪拌，然后再依次進行離心、洗滌、干燥，得到氨基酸改性的納米銀粉，備用；.2)將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑在室溫下混合，得到環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑的混合物；.3)將固化劑、固化促進劑和偶聯(lián)劑加入到步驟2)制得的環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑的混合物中，并在室溫下進行混合，得到混合物，然后將所述混合物放到研磨機上，并在室溫下進行研磨，得到均勻混合物；.4)將步驟I)中得到的氨基酸改性的納米銀粉加入到步驟3)制得的均勻混合物中，再加入微米銀粉，并在室溫下進行攪拌，至混合均勻，即得所述導(dǎo)電膠；其中，所述導(dǎo)電銀粉，環(huán)氧樹脂，環(huán)氧稀釋劑，固化劑，固化促進劑，氨基酸及偶聯(lián)劑的重量百分比為 50% 70% 10% 25% 3% 10% 8% 20% 0. 5% 2% 0. 5 2% 0. 5% 2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，在步驟I)中，所述攪拌是在40 IOO0C的溫度下，攪拌6 48小時，所述干燥下溫度為15 25°C ;在步驟2)中，所述混合的時間為3 30分鐘；在步驟3)中，所述混合的時間為3 30分鐘，所述研磨的時間為3 30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電膠及其制備方法，具體步驟為1)將納米銀粉加入到氨基酸的水溶液中，得到氨基酸改性的納米銀粉，備用；2)將環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑在室溫下混合；3)將固化劑、固化促進劑和偶聯(lián)劑加入到步驟2)制得的環(huán)氧樹脂和環(huán)氧稀釋劑的混合物中，并在室溫下進行混合，得到混合物；4)將氨基酸改性的納米銀粉加入均勻混合物中，再加入微米銀粉，并在室溫下進行攪拌，至混合均勻，即得所述導(dǎo)電膠。本發(fā)明所用的導(dǎo)電銀粉能夠大幅度降低銀粉含量，使得導(dǎo)電膠綜合性能好。
文檔編號C09J163/00GK102585743SQ20111043872
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者崔亨利, 王建斌, 解海華, 陳田安 申請人:煙臺德邦電子材料有限公司