一種納米銀填充室溫固化導電膠的製作方法
2023-08-11 03:17:46
專利名稱：一種納米銀填充室溫固化導電膠的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子封裝材料製備技術領域，特指一種納米銀填充室溫固化導電膠。
背景技術：
隨著電子產品向小型化、便攜化發展，及HVSn焊料連接溫度高(230°C)，熱應力大，且1 有劇毒等缺點不斷顯現，迫切需要開發新型的連接材料和方法。導電膠因其塗膜工藝簡單，固化溫度低等優點，已經開始替代HVSn焊料，且其需求量與日俱增。導電膠是一種固化或乾燥後具有一定導電性能的膠黏劑，它通常以基體樹脂和導電填料即導電粒子為主要組成成分，通過基體樹脂的粘接作用把導電粒子結合在一起，形成導電通路，實現被粘材料的導電連接.由於導電膠的基體材料是樹脂及固化劑， 其混合物為一種膠黏劑，通過基體樹脂及固化劑類型的選擇可以選擇適宜的固化溫度進行粘接，同時，由於電子元件的小型化、微型化及印刷電路板的高密度化和高度集成化的迅速發展，而導電膠可以製成漿料，實現很高的線解析度.而且導電膠工藝簡單，易於操作，可提高生產效率，所以導電膠是替代鉛錫焊接，實現導電連接的理想選擇。目前電子業高速發展的今天，導電膠已經大量應用於LED封裝、IC封裝等各大行業。導電膠按固化溫度可分為室溫固化、中溫固化(<150°C)和高溫固化(150 300°C)三類。中溫固化、高溫固化導電膠在固化過程中需要烘烤加熱，然而，實際生活中， 一些較大尺寸的材料，受到工件大小的限制，無法實現工件在烘箱中烘烤，或者粘結材料不能經受高溫烘烤等因素的制約，這使得導電膠在許多領域的應用受到了限制。問題的關鍵在於使耐熱的導電膠粘劑實現室溫固化。所謂室溫固化，就是將室溫下為液態的環氧樹脂和固化劑組分混合調製後，可於室溫條件下一定時間內凝膠，並在不超過七天的時間內完全固化並達到可用強度的固化方法。室溫固化的導電膠粘劑在使用時具有省時、省力、省工、節省能源、使用方便等一系列優點，不僅可以降低導電膠粘劑成本，而且可以簡化加工過程，特別適用於大尺寸部件的高溫維修及收縮材料的粘接。因此，研製可室溫固化的耐熱導電膠粘劑就成為環氧膠粘劑的重要發展方向之一。目前應用的導電膠中主要是採用微米銀粉及片狀銀粉作為填料，且導電填料的含量一般都要超過75%以上才能有電導率的突變。而隨著導電填料含量的增加，導電膠的粘度會明顯增加，影響使用，同時其機械性能一般都會減弱，故開發出同時具有高的導電率、 合適的粘度且具有高抗剪切強度及抗衝擊強度的高性能室溫固化導電膠具有廣闊的市場應用前景。專利ZL 200610154638. 6採用填充銀納米線與銀納米粒子混合材料製備導電膠，確實在降低銀粉填充量的同時，還提高了導電膠的機械性能，然而所採用的銀納米材料製備技術嚴重製約了高性能導電膠的大規模生產。同時，另一項專利(公開號CN 101310899A)公開了一項利用微波法大規模製備銀納米線的方法，但每升乙二醇能還原製備的Ag納米線也僅僅只有1. 7 8. 5g，遠遠不能滿足工業化生產的要求。另外，以上專利所開發的導電膠都需要在100°C以上的高溫條件下烘烤，無法滿足現在低溫固化的需求。
本發明結合了納米銀線低填充率條件下導電膠就具有良好導電性的優點，公開了一種納米銀填充室溫固化導電膠，克服了全部採用微米銀粉填充高填充率帶來的粘度高、 機械性能減弱的缺點，同時克服了中溫固化及高溫固化型導電膠需要烘烤的不足。本發明採用了微波輔助還原法製備銀納米線，大大縮短了銀納米線的製備時間；將製備的銀納米線作為室溫固化導電膠中的導電填料製備得到的導電膠，將比用純的片狀銀粉填充的導電膠具有更為優異的性能，包括高導電率、高抗剪切強度、高抗衝擊強度等特徵，可廣泛應用與需要實現低溫導電互連電子封裝應用。
發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足而提供一種室溫固化型納米銀填充導電膠，克服了全部採用微米銀粉填充高填充率帶來的粘度高、機械性能減弱的缺點，同時實現了高溫固化型導電膠無法實現的室溫固化的特點。本發明的目的通過以下步驟實現
a)將硝酸銀或醋酸銀粉末與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散劑混合併加入到乙二醇溶液中，製備出含銀離子的溶液反應體系；
b)向該含有銀離子的溶液反應體系中加入氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；
c)採用微波輻照的方法，將所得到的反應先驅體在微波下輻照得到含銀納米線的混合液體，向該混合液體中加入水或者乙醇並高速離心，得到納米銀線沉澱物，乾燥後得到銀納米線粉末；
d)將所製得的銀納米線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，混合均勻後再向該混合膠體中添加固化劑進行混合，便得到納米銀填充室溫固化導電膠。優選地，所用室溫固化劑為改性胺類室溫固化劑，胺值為92—39aiigK0H/g。優選地，所述步驟d)還包括，向混合膠體中添加矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑並
混合ο優選地，銀納米線粉末與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑的質量份數比為銀粉60-82 ；環氧樹脂10-20;室溫固化劑5-16;矽烷偶聯劑1_3 ；抗氧化劑1-2 ；抗老化劑1_2。通過以上技術方案，本發明具有的有益效果是
1)該納米銀填充室溫固化導電膠可以在<50°c的環境條件下固化，同時具有優異的導電性。2)所製得的導電膠中，銀填充量降低，成本減少的同時，機械性能提高。
圖1實施例1製備的銀納米線的掃描電鏡照片； 圖2實施例2製備的銀納米線的掃描電鏡照片；
圖3實施例3製備的銀納米線的掃描電鏡照片； 圖4實施例3製備的銀納米線的XRD表徵； 圖5實施例1 實施例6的導電膠性能比較表1; 圖6實施例7 實施例13的導電膠性能比較表2。
具體實施例方式本發明公開了一種納米銀填充室溫固化導電膠，屬於電子封裝材料製備技術領域。本發明結合了納米銀線低填充率條件下導電膠就具有良好導電性的優點，公開了一種納米銀填充室溫固化導電膠，克服了全部採用微米銀粉填充高填充率帶來的粘度高、機械性能減弱的缺點，同時克服了中溫固化及高溫固化型導電膠需要烘烤的不足。本發明採用了微波輔助還原法製備銀納米線，大大縮短了銀納米線的製備時間；將製備的銀納米線作為室溫固化導電膠中的導電填料製備得到的導電膠，將比用純的片狀銀粉填充的導電膠具有更為優異的性能，包括高導電率、高抗剪切強度、高抗衝擊強度等特徵，可廣泛應用與需要實現低溫導電互連電子封裝應用。本發明中，硝酸銀或醋酸銀粉末與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散劑的質量比為1:3 至1:1，硝酸銀或醋酸銀粉末與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散劑混合粉末質量與乙二醇的質量的比例為1:25 1:100。所加入氯化鈉的質量與溶液中硝酸銀質量的比例為1:1000 1:100。所述步驟c)中所用微波輻照功率為320W 480W，輻照時間為6 20分鐘。步驟c)所得銀納米粉末為銀納米線，所得銀納米線材料的線徑在92nm ^Onm 之間，長徑比超過20。步驟d)所用環氧樹脂的環氧值為0. 4-0. 8。步驟d)所用固化劑為改性胺類固化劑，胺值為92— 39aiigK0H/g。步驟d)中銀納米粉末與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑的配方的質量份數比為銀粉60-82 ；環氧樹脂10-20;固化劑5-16;矽烷偶聯劑1_3 ；抗氧化劑1-2 ；抗老化劑1-2。
現有技術的導電膠，往往難以在M小時內得到較佳的固化效果。本發明同時採用了現有的固化劑作為對比包括酸酐、雙氰胺、醯胼及改性胺類固化劑如脂肪族多胺、脂環族多胺等。通過實驗發現，改性胺類固化劑固化效果最佳，其與雙酚A類環氧樹脂或雙酚F型環氧樹脂都可以在M小時內實現固化物導電同時具有良好的機械性能，而像酸酐、雙氰胺等在室溫下固化M小時後固化物有一些處於凝膠狀態，有一些雖然固化但卻不能導電。因此，本發明採用胺值為92— 39aiigK0H/g的改性胺類固化劑，下面通過具體實施例進行闡述
實施例1
按質量比1 :1將IOg硝酸銀與IOg PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 掃描電鏡測試樣品是將樣品粘於鋁基樣品臺上，圖1給出了按照實施例1得到銀納米線SEM 照片，該納米線線徑為IOOnm左右，長徑比超過100 ；將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末75，環氧樹脂E44 :11，胺值為39aiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑10， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1。以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度為13，銀納米線含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需5個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到 15. 12，銀納米線的含量只需百分之七十五即可，較以往的銀導電膠大概節約了百分之十的成本。
實施例2
按質量比1 :3將20g醋酸銀與60g PVP混合加入盛有400g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入60mg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為400W，18min。向反應後溶液中加入水，採用3000rpm轉速離心IOmin後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 掃描電鏡測試樣品是將樣品粘於鋁基樣品臺上，圖2給出了按照實施例2得到的銀納米線 SEM照片；該納米線的線徑為^Onm，長徑比超過20，將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、 矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
銀納米線粉末78，環氧樹脂E51 :12，胺值為^K)mgKOH/g的室溫改性胺類固化劑6， 矽烷偶聯劑1，抗氧化劑1，防老化劑2稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1。
以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度小於 13MPa，銀納米線含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需5個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到15. M，銀納米線的含量只需百分之七十八即可，較以往的銀導電膠大概節約了百分之七的成本。
實施例3
按質量比1 :1將1 硝酸銀與30g PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為480W，16min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 掃描電鏡測試樣品是將樣品粘於鋁基樣品臺上，圖3給出了按照實施例3得到的銀納米線 SEM照片，該納米線的線徑為92nm，長徑比超過50 ；圖4為銀納米線材料的XRD照片。將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
銀納米線粉末72，環氧樹脂E51 14，胺值為9aiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑8，矽烷偶聯劑2，抗氧化劑2，防老化劑2稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1。以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度為13，銀納米線含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需3個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到 16. 51，銀納米線的含量只需百分之七十二即可，較以往的銀導電膠大概節約了百分之十三的成本。
實施例4
按質量比1 :1. 5將1. Og硝酸銀與1. 5g PVP混合加入盛有50g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌，得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，6min。向反應後溶液中加入水，採用6000rpm轉速離心5min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為納米銀線粉末66，環氧樹脂E51 :20，胺值為^7mgK0H/g的室溫改性胺類固化劑10， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1。以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度為13，銀納米線含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需5個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到18. 32，銀納米線的含量只需百分之六十六即可，較以往的銀導電膠大概節約了近百分之二十的成本。
實施例5
按質量比1 :2將Ig硝酸銀與Ig PVP混合加入盛有200g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌，得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入50mg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為 320W，IOmin0向反應後溶液中加入水，採用3500rpm轉速離心12min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末75，環氧樹脂E-44 :14，胺值為327mgK0H/g的室溫改性胺類固化劑7， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1。
以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度為13，銀納米線含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需3個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到
13.86，銀納米線的含量只需百分之七十五即可，較以往的銀導電膠大概節約了百分之十的成本。
實施例6
按質量比1 :2. 5將IOg醋酸銀與25g PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌，得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為400W，20min。向反應後溶液中加入水，採用4000rpm轉速離心IOmin後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為納米銀線粉末75，環氧樹脂E-44 13，胺值為231mgK0H/g的室溫改性胺類固化劑7， 矽烷偶聯劑3，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表1.
以採用酸酐類固化劑導電膠在室溫下需要10-48個小時的固化時間、剪切強度為13， 銀含量為含量為百分之八十五來比較，本實施例所獲得的導電膠只需4個小時，便能達到普通導電膠至少需要10個小時以上的固化效果，固化時間大大縮短，且剪切強度達到
14.2，銀納米線的含量只需百分之七十五即可，較以往的銀導電膠大概節約了百分之十的成本。實施例7
按質量比1 :2將17g硝酸銀與34g PVP混合加入盛有550g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌，得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入60mg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物， 然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為納米銀線粉末82，環氧樹脂E-44 :10，胺值為2iaiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑5，矽烷偶聯劑1，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化5小時後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例8
按質量比1 :1將IOg硝酸銀與IOg PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末75，環氧樹脂E-44 :11，胺值為300mgK0H/g的室溫改性胺類固化劑 10，矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例9
按質量比1 :1將IOg醋酸銀與IOg PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末70，環氧樹脂E51 15，胺值為M5mgK0H/g的室溫改性胺類固化劑10， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑2稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例10
按質量比1 :1將18g硝酸銀與18g PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入20mg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為400W，15min。向反應後溶液中加入水，採用3000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末72，環氧樹脂E-44 :16，胺值為39aiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑8， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例11
按質量比1 :1將IOg硝酸銀與IOg PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用6000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末68，環氧樹脂E51 :18，胺值為39aiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑9，矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑2.稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例12
按質量比1 :3將5g硝酸銀與15g PVP混合加入盛有200g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入IOmg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，10min。向反應後溶液中加入水，採用4000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末79，環氧樹脂E44 :12，胺值為39aiigK0H/g的室溫改性胺類固化劑6， 矽烷偶聯劑1，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。
實施例13
按質量比1 :2將1 硝酸銀與30g PVP混合加入盛有500g乙二醇的燒杯中，超聲攪拌， 得到均勻透明溶液；製備出含銀離子的溶液反應體系；向該含有銀離子的溶液反應體系中加入60mg氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；將製備得到懸濁液放入微波爐，反應條件為320W，20min。向反應後溶液中加入水，採用2000rpm轉速離心20min後，得到沉澱物，然後再用去離子水、無水乙醇或者丙酮清洗三至四遍，經常溫乾燥，得到固體銀納米線粉末。 將所製得的銀粉與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑按照重量份數為
納米銀線粉末60，環氧樹脂E51 :20，胺值為^angKOH/g的室溫改性胺類固化劑16， 矽烷偶聯劑2，抗氧化劑1，防老化劑1稱量好後，將納米銀線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，再向混合膠體中添加固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑進行混合，便得到室溫固化導電銀膠。該導電膠在室溫下固化後測試其電學及力學性能，性能指標見表2。為達到說明目的，本專利已以較佳實例敘述如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做些許的更動與潤色，因此本發明的保護範圍當以權利要求書為限。
權利要求
1.一種納米銀填充室溫固化導電膠，所述過程包括以下步驟a)將硝酸銀或醋酸銀粉末與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散劑混合併加入到乙二醇溶液中，製備出含銀離子的溶液反應體系；b)向該含有銀離子的溶液反應體系中加入氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；c)採用微波輻照的方法，將所得到的反應先驅體在微波下輻照得到含銀納米線的混合液體，向該混合液體中加入水或者乙醇，攪拌後離心，收集得到銀納米線，乾燥後得到銀納米線粉末；d)將所製得的銀納米線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，混合均勻後再向該混合膠體中添加室溫固化劑並進行混合，便得到納米銀填充室溫固化導電膠。
2.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於所述步驟a)包括，將100重量份的硝酸銀或醋酸銀粉末與100 300重量份的聚乙烯吡咯烷酮混合均勻後，將得到的混合粉末加入乙二醇中，混合粉末質量與乙二醇的質量的比例為l:10(Tl:5。
3.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，所述步驟b) 中，加入氯化鈉的質量與溶液中硝酸銀或醋酸銀粉末質量的比例為1:1000 1:100。
4.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，所述步驟c) 所得銀納米線材料的線徑在92nm 350nm之間，長徑比超過20。
5.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，所用環氧樹脂的環氧值為0. 4-0.8。
6.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，所用室溫固化劑為改性胺類室溫固化劑，胺值為92— 39aiigK0H/g。
7.按照權利要求1所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，所述步驟 d)還包括，向混合膠體中添加矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑並混合。
8.按照權利要求7所述的一種納米銀填充室溫固化導電膠，其特徵在於，銀納米線粉末與環氧樹脂、固化劑、矽烷偶聯劑、抗氧劑、防老化劑的質量份數比為銀粉60-82 ；環氧樹脂10-20;室溫固化劑5-16;矽烷偶聯劑1-3;抗氧化劑1-2;抗老化劑1-2。
全文摘要
本發明提供一種納米銀填充室溫固化導電膠。包括如下步驟a)將硝酸銀或醋酸銀粉末與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)分散劑混合併加入到乙二醇溶液中，製備出含銀離子的溶液反應體系；b)向該含有銀離子的溶液反應體系中加入氯化鈉，攪拌均勻，得到反應先驅體；c)將所得到的反應先驅體在微波下輻照得到含銀納米線的混合液體，向該混合液體中加入水或者乙醇並高速離心乾燥，得到銀納米線粉末；d)將銀納米線粉末加入環氧樹脂中進行攪拌，混合均勻後再向該混合膠體中添加固化劑進行混合獲得成品。本發明比用純的片狀銀粉填充的導電膠具有更為優異的性能，包括高導電率、高抗剪切強度、高抗衝擊強度等特徵，可廣泛應用了需要實現低溫導電互連電子封裝應用。
文檔編號C09J163/00GK102399523SQ20111024588
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者丁漸寶, 姜清奎, 常振宇 申請人:浙江科創新材料科技有限公司