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导电银铜胶是一种由高纯度银粉、铜粉与特殊树脂基体、固化剂及多种助剂经科学配比、精密混合而成的导电粘合剂。它不仅继承了银的高导电性,还融入了铜的经济性与良好的机械性能,通过优化配方设计,实现了导电性能与经济性的完美平衡。相较于传统的焊接技术,导电银铜胶具有无需高温处理、操作简便、可应用于复杂结构等优势,极大地拓宽了其在微细电子领域的应用范围。
2.1 原料准备与预处理
银铜粉体:选用高纯度(通常为99.9%以上)的银粉和铜粉作为导电填料。粉体需经过严格的筛选、分级,以确保粒径分布均匀,通常粒径控制在几微米至几十微米之间,以适应不同的应用需求。此外,为了提高粉体在树脂基体中的分散性,有时还需对粉体进行表面处理,如添加分散剂或进行化学改性。
树脂基体:根据应用需求选择合适的树脂类型,如环氧树脂、聚氨酯等。树脂需预先进行干燥处理,以去除水分和挥发性杂质,避免在固化过程中产生气泡或影响性能。
助剂与固化剂:助剂包括分散剂、偶联剂、增塑剂等,用于改善粉体分散性、提高粘接强度等;固化剂则是引发树脂交联固化的关键组分。这些组分需按照一定比例准确称量,并与树脂基体充分混合均匀。
2.2 混料与分散
机械混合:采用球磨机、搅拌器等设备,将银铜粉体、树脂基体、助剂和固化剂按配方比例投入混合容器中,进行初步的机械混合。混合过程中需控制搅拌速度和混合时间,以确保各组分充分接触并初步分散。
超声分散:在机械混合的基础上,引入超声波分散技术。超声波的高频振动能够产生强烈的空化效应和微射流作用,有效打破粉体团聚体,促进粉体在树脂基体中的均匀分散。超声分散的功率、频率和时间需根据具体配方和粉体特性进行调整。
2.3 真空脱泡
2.4 固化成型
固化工艺:根据所选树脂基体的固化特性,制定合适的固化工艺。固化过程通常包括预热、恒温固化和后处理三个阶段。预热阶段用于去除胶体中的残余溶剂和水分;恒温固化阶段则使树脂基体发生交联反应,形成稳定的网络结构;后处理阶段则用于进一步消除内应力、提高胶体性能。
固化设备:固化过程需使用专门的固化设备,如烘箱、紫外光固化机等。烘箱用于热固化工艺,需准确控制加热温度、升温速率和保温时间;紫外光固化机则用于紫外光固化工艺,需确保紫外光源的强度和照射时间满足固化要求。
2.5 后处理与检测
后处理:固化后的导电银铜胶需进行切割、打磨等后处理操作,以满足特定的形状和尺寸要求。同时,还需进行清洗、干燥等处理,以去除表面残留物和水分。
性能检测:对制备好的导电银铜胶进行一系列性能检测,包括导电性能(如电阻率)、粘接强度、耐湿热性能、耐化学腐蚀性能等。检测结果需符合相关标准和客户要求。
微电子封装:随着芯片集成度不断提升,对封装材料的要求也越来越高。导电银铜胶以其良好的导电性和加工性,成为先进封装技术(如3D封装、TSV等)中的重要材料。
柔性电子与可穿戴设备:在柔性基底上实现高效导电连接,是柔性电子发展的关键。导电银铜胶的柔性、可弯折特性,为柔性传感器、显示屏等组件的制造提供了有力支撑。
高功率电子器件:在电力电子、新能源汽车等领域,高功率器件对导电材料的散热和导电性能有严格要求。导电银铜胶凭借其优异的综合性能,成为连接高功率模块的理想选择。
生物医学工程:在神经接口、植入式电子设备等生物医学领域,导电银铜胶的生物相容性和稳定性,为其在人体内部安全应用提供了可能。
导电银铜胶作为电子材料领域的一项创新成果,其技术的不断进步与应用领域的持续拓展,正深刻改变着电子产品的设计与制造方式。未来,随着材料科学、纳米技术及智能制造技术的不断发展,导电银铜胶的性能将进一步提升,应用边界也将不断拓宽,为构建更加智能、高效、绿色的电子世界贡献力量。
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