導(dǎo)電膠

很按導(dǎo)電方向分為各向同性導(dǎo)電膠（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向異性導(dǎo)電膠（ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives）。ICA是指各個(gè)方向均導(dǎo)電的膠黏劑，可廣泛用于多種電子領(lǐng)域；ACA則指在一個(gè)方向上如Z方向?qū)щ姡赬和Y方向不導(dǎo)電的膠黏劑。一般來說ACA的制備對(duì)設(shè)備和工藝要求較高，比較不容易實(shí)現(xiàn)，較多用于板的精細(xì)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(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。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 。

（1）導(dǎo)電膠粘劑用于微電子裝配，包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ)。

（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)的國際競爭力。

國內(nèi)生產(chǎn)導(dǎo)電膠的單位主要有金屬研究所等， 國外企業(yè)有TeamChem Company，日本的日立公司、Three-Bond公司、美國Epoxy的公司、Ablistick公司，Loctite公司、3M公司、德國的Panacol等。已商品化的導(dǎo)電膠種主要有導(dǎo)電膠膏、導(dǎo)電膠漿、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠帶、導(dǎo)電膠水等，組分有單、雙組分。導(dǎo)電膠一般用于微電子封裝、印刷電路板、導(dǎo)電線路粘接等各種電子領(lǐng)域中?，F(xiàn)今國內(nèi)的導(dǎo)電膠無論從品種和性能上與國外都有較大差距 。

導(dǎo)電膠主要由樹脂基體、導(dǎo)電粒子和分散添加劑、助劑等組成。基體主要包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、聚氯酯等。雖然高度共軛類型的高分子本身結(jié)構(gòu)也具有導(dǎo)電性，如大分子吡啶類結(jié)構(gòu)等，可以通過電子或離子導(dǎo)電 ，但這類導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性最多只能達(dá)到半導(dǎo)體的程度，不能具有像金屬一樣低的電阻，難以起到導(dǎo)電連接的作用。市場上使用的導(dǎo)電膠大都是填料型。

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w，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，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。

1.導(dǎo)電粒子間的相互接觸

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。

2.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能的勢壘。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，即使其能量小于勢壘的能量，它除了有被反射的可能性之外，也有穿過勢壘的可能性，微觀粒子穿過勢壘的現(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。

導(dǎo)電膠的制作方法：導(dǎo)電膠是一種固化或干燥后具有一定導(dǎo)電性能的膠粘劑，它通常以基體樹脂和導(dǎo)電填料即導(dǎo)電粒子為主要組成成分， 通過基體樹脂的粘接作用把導(dǎo)電粒子結(jié)合在一起， 形成導(dǎo)電通路， 實(shí)現(xiàn)被粘材料的導(dǎo)電連接 。

導(dǎo)電膠是具有導(dǎo)電性能的一類膠黏劑。導(dǎo)電膠有溶劑型和水性的。