导电胶基本知识

1 什么是导电胶及分类
    导电型胶粘剂，简称导电胶，是一种既能有效地胶接各种材料，又具有导电性能的胶粘剂。导电胶粘剂包括两大类，各向同性均质导电胶粘剂(1CA)和各向异性导电胶粘剂(ACA)。ICA是指各个方向均导电的胶粘剂；ACA则不一样，如Z—轴ACA是指在Z方向导电的胶粘剂，而在X和Y方向则不导电。当前的研究主要集中在ICA。
    导电胶按基体组成可分为结构型和填充型两大类。结构型是指作为导电胶基体的高分子材料本身即具有导电性的导电胶；填充型是指通常胶粘剂作为基体，而依靠添加导电性填料使胶液具有导电作用的导电胶。目前导电高分子材料的制备十分复杂、离实际应用还有较大的距离，因此广泛使用的均为填充型导电胶。
    在填充型导电胶中添加的导电性填料，通常均为金属粉末。由于采用的金属粉末的种类、粒度、结构、用量的不同，以及所采用的胶粘剂基体种类的不同，导电胶的种类及其性能也有很大区别。目前普遍使用的是银粉填充型导电胶。而在一些对导电性能要求不十分高的场合，也使用铜粉填充型导电胶。
    目前市场上的填充型导电胶，就其基体而言，主要有以下几类：环氧类—其基体材料为环氧树脂，填充的导电金属粒子主要为Ag、Ni、Cu(镀Ag)；硅酮类—其基体材料为硅酮，填充的导电金属粒子主要为Ag、Cu(镀Ag)；聚合物类—其基体材料为聚合物，填充的导电金属粒子主要为Ag。

2 导电胶的导电机理
    导电胶粘剂的导电机理在于导电性填料之间的接触，这种填料与填料的相互接触是在粘料固化干燥后形成的，由此可见，在粘料固化干燥前，粘料和溶剂中的导电性填料是分别独立存在的，相互间不呈现连续接触，故处于绝缘状态。在粘料固化干燥后，由于溶剂蒸发和粘料固化的结果，导电填料相互间连结成链锁状，因而呈现导电性。这时，如果粘料的量较导电性填料多得多，则即使在粘料固化后，导电性填料也不能连结成链锁状，于是，或者完全不呈现导电性，或者即使有导电性，它也是很不稳定的。反之，若导电性填料的量明显地多于粘料，那么由粘结料决定的胶膜的物化稳定性就将丧失，并且也不能获得导电性填料之间的牢固连结，因而导电性能不稳定。
    2004年2月，国内开发成功新型环氧树脂导电胶，该产品在固化方面类似于贴片胶，但比它有更多优点。用于SMT时对胶的要求是在相对较高的温度下，在很短的时间内迅速固化。贴片胶的强度要求较低，一般10MPa左右即可，因为它只是起一个固定作用，结构强度主要由焊接来保证；而导电胶的强度则较高，应不小15MPa才能保证其可靠性，同时由于要求具有较低的体积电阻，必须加入较多的导电性填充材料，这对其强度降低也较多。该产品固化剂应采用潜伏型固化剂，导电填充材料一般采用银粉。研究人员在试验中采用端羧丁腈胶改性环氧树脂为基料，特制电解银粉作导电性填充材料，并制备了几种潜伏性固化剂。在1500℃下固化10min后，当其体积电阻控制在2．0X10-4Ω.cm以下时，剪切强度均可达到12Mpa。但由于这些固化剂是固体，因此均匀分散有一定困难，在更短的时间固化时则强度较低，如1500℃／5min固化时剪切强度只有8MPa左右。该胶采用潜伏型固化剂既有优点、也确有不足，一是固化时间较长(约为1．5-2小时)，二是作为固体较难均匀分散到胶粘剂中，需进一步改进。而导电填充材料采用银粉目前无问题，一般以250目—350目左右较为适宜，颗粒为树枝状的较好。