一种导电银胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子材料领域，具体涉及一种低温热固化型导电银胶及其制备方法， 特别涉及一种适用于石英晶体谐振器以及其他电子元件粘接的导电银胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 我国是石英晶体谐振器生产和使用的大国，对适用于石英晶体谐振器粘接的导电 银胶需求量巨大。上海合成树脂研究所制备的导电胶虽然部分取代了日本Three-Bond的导 电胶，但目前还是以日本进口为主，价格昂贵，器件装配成本有待进一步降低。对于高品质 导电胶，需要具备两大特征:其一，施用过程中表现出良好的流变学特性(如良好的挤出特 性、优异的点胶性能等）；其二，服役过程中表现出良好的电学性能（如低阻值、快速的频率 响应等）、力学性能（如良好的附着力、耐热振等)及耐环境性能（如抗老化、耐高低温、回流 焊等)等。随着电子元器件小型化和可靠性要求的提高，导电胶还将对上述性能提出更加苛 刻的要求。
[0003] 目前，环氧树脂因其成熟的合成工艺以及丰富的配方可设计性，环氧树脂体系导 电胶在市场上占具主导地位。然而，常用的环氧树脂体系导电胶固化后会因收缩产生内应 力，引起粘接层内部变形、脱胶、树脂基材与基座脱离等现象，从而造成导电银胶粘结力和 导电性下降，器件可靠性降低。为改善这种固化收缩产生的不良影响，一些研究人员选用了 聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等树脂体系进行导电胶研 究，但配方工艺均复杂，添加助剂较多，重复性较差。即使固化后无内应力，在跌落等冲击力 作用下器件往往也不能保持原有性能，例如接触电阻增大。为了解决上述问题，本发明在环 氧树脂体系基础上寻找到一种收缩率更小或固化后不收缩的改性环氧树脂以保证导电银 胶固化后无内应力产生。这里还采用了一种类球粉制备的片状银粉，其内部缺陷少、本证电 阻小，不仅可以减小体系银含量，还能以银粉的减少优化粘接层的粘结强度和韧性。同时， 选用合适的流变助剂，以调制优化配方的流变学特性，使银浆具备稳定的储藏性能和良好 的施用性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有导电银胶所存在的不足，本发明旨在提供一种收缩率更小或固化后不收 缩的导电银胶。该导电银胶粘接强度高、导电性好，且银粉含量低，从而成本降低。
[0005] 本发明的目的还在于提供上述导电银胶的制备方法，通过该方法能制备出适用于 石英晶体谐振器用的导电银胶，本发明通过以下方案来实现：
[0006] -种导电银胶，其特征在于，所述导电银胶包括以下组分及含量（以重量百分比表 示）：环氧树脂10 %~20 %，金属银粉65 %~75 %，固化剂1 %~10 %，固化促进剂0.1 %~ 0· 5%，稀释剂10%~20%，助剂0.1 %~1 %。
[0007] 所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂E51、E44，改性环氧韧性树脂，改性环氧弹性树 月旨，聚氧酯改性环氧树脂中的一种或多种，上述环氧树脂的环氧值为0.30~0.67，25 °C粘度 值为7000~14000mPa · S。
[0008] 所述金属银粉为由同一种类球粉经不同球磨工艺得到不同径厚比的片粉A和片粉 B组成，A和B之间可根据需要调制比例，其中类球粉:松装密度为2.5g/cm3~3.6g/cm3，其粒 径分布D50为0.8μπι~1.2μπι;片粉A:松装密度为1.8g/cm3~2.5g/cm3，其粒径分布D50为1.8 μπι~2 · Ιμπι;片粉B:松装密度为0 · 8g/cm3~1 · 5g/cm3，其粒径分布D50为2 · 5μηι~3 · 5μηι。
[0009] 所述固化剂选自双氰胺、二氨基二苯基砜、4,4_二氨基二苯甲烷(DDM)、咪唑及咪 唑盐中的一种或几种。
[0010]所述固化促进剂为咪唑ΡΝ系列。
[0011] 所述稀释剂选自二元酸酯混合物（ME)、Ν-甲基吡咯烷酮（匪Ρ)、二甲基甲酰胺 (DMF)、丙酮、二缩水甘油醚、乙二醇乙醚中的一种或多种的混合物。
[0012] 所述助剂包括触变剂、流平剂和附着力助剂。
[0013] -种导电银胶的制备方法，主要包括以下步骤：
[0014] 1)基体树脂的制备
[0015] 按一定的重量百分比将环氧树脂、固化剂、促进剂、稀释剂及添加剂，采用行星式 搅拌机混合，混合分三步进行，先后在850r/min~1050r/min公转速度下搅拌15s~35s、 1200r/min~1550r/min公转速度下揽摔100s~150s、800r/min~900r/min公转速度下揽摔 40s~60s，制得基体树脂。
[0016] 2)导电银胶的制备
[0017]取一定量的制备好的基体树脂加入部分金属银粉，采用行星式搅拌机混合，混合 同样分三步进行，直到银粉全部与基体树脂混合均匀后再加入适量的银粉，混合均匀，制得 初级导电银胶。
[0018] 3)三辊乳制银胶
[0019] 将由步骤2)制得的初级导电银胶放入三辊乳机进行研磨，具体工艺参数为：依次 按照90/60、60/30、30/20、20/10、10/5 (gap、μπι)各三次，速度200转/秒，制得的导电银胶细 度应控制在5μηι以下。
[0020] 本发明在环氧-导电银胶中引入改性韧性环氧树脂，使得导电银胶在固化时收缩 率低，降低了体积电阻，同时能够提高导电银胶的粘接强度。制备方法简单、易操作、能耗 低、成本低。该胶固化后具有良好的粘结性、导电性及耐热性。适用于石英晶体谐振器以及 其他电子元件的粘接等。
【附图说明】
[0021 ]图1为实施例1的频率扫描曲线不意图。
[0022]图2为实施例1的3ΙΤΤ曲线示意图。
[0023]图3为实施例1的拉伸测试曲线示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例进一步阐述本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不限制 本发明的保护范围。
[0025] 实施例1:
[0026] -种导电银胶，其原料包括以下组分及含量（以重量百分比表示）：
[0027] 环氧树脂12%，
[0028] 金属银粉76%，
[0029] 固化剂2%，
[0030] 稀释剂10%。
[0031] 所述环氧树脂为环氧树脂E51，环氧当量(g/eq)为182~192,粘度(25°C)为11000 ~14000mPa · s;所述金属银粉由一种类球粉经球磨工艺得到的片粉，松装密度为0.8g/cm3 ~1.5g/cm3,其粒径分布D50为2.5μπι~3.5μπι ;所述固化剂为4,4_二氨基二苯甲烷(DDM);所 述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0032] 本实施例的导电银胶的制备方法，包含以下步骤：
[0033] 1)基体树脂的制备
[0034] 按上述重量百分比依次称取环氧树脂、固化剂和稀释剂，采用行星式搅拌机混合， 混合分三步进行，先后在850r/min~1050r/min公转速度下揽摔15s~35s、1200r/min~ 1550r/min公转速度下揽摔100s~150s、800r/min~900r/min公转速度下揽摔40s~60s，制 得基体树脂。
[0035] 2)导电银胶的制备
[0036]向制备好的基体树脂中加入部分金属银粉，采用行星式搅拌机混合，混合同样分 三步进行，直到银粉全部与基体树脂混合均匀后再加入适量的银粉，制得初级导电银胶。 [0037] 3)三辊乳制银胶
[0038]将由步骤2)制得的初级导电银胶放入三辊乳机进行研磨，具体工艺参数为：依次 按照90/60、60/30、30/20、20/10、10/5 (gap、μπι)各三次，速度200转/秒，制得的导电银胶细 度应控制在5μηι以下。
[0039] 实施例2:
[0040] -种导电银胶，其原料包括以下组分及含量（以重量百分比表示）：
[0041 ] 环氧树脂14%，
[0042] 金属银粉72%，
[0043] 固化剂2.8%，
[0044] 稀释剂11%，
[0045] 助剂0.2%。
[0046]所述环氧树脂为环氧树脂Ε51，环氧当量(g/eq)为182~192,粘度(25°C)为11000 ~14000mPa · s;所