导电胶的导电原理
导电胶按固化体系可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。室温固化的导电胶不稳定,室温存放时体积电阻率容易发生变化。高温导电胶在高温下固化时金属颗粒容易氧化,固化时间必须短才能满足导电胶的要求。目前,国内外广泛使用中温固化导电胶(150℃以下)。其固化温度适中,与电子元器件的耐温性和使用温度相匹配,机械性能也很优异,因此应用广泛。紫外光固化导电胶将紫外光固化技术与导电胶相结合,赋予导电胶新的性能,扩大其应用范围,可用于液晶显示电。
国外从90年代就开始研究电致发光等电子显示技术,我国近年来也开始研究。导电胶主要由树脂基体、导电颗粒、分散添加剂和助剂组成。基体主要包括环氧树脂、丙烯酸树脂、氯丁橡胶等。虽然高* * *轭聚合物本身的结构也是导电的,比如大分子吡啶结构,可以通过电子或者离子导电,但是这种导电胶的导电率最多只能达到半导体的水平,不能有金属一样的低电阻,很难起到导电连接的作用。目前市场上使用的导电胶多为填充型。
填充型导电胶的树脂基体原则上可以采用各种类型的胶黏剂,常用的有热固性胶黏剂如环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。这些胶粘剂固化后形成导电胶的分子骨架结构,为力学性能和粘接性能提供了保证,并使导电填料颗粒形成通道。由于环氧树脂可在室温或150℃以下固化,具有丰富的配方可设计性,所以目前环氧树脂基导电胶占主导地位。
导电胶要求导电颗粒具有良好的导电性,颗粒大小应在合适的范围内,可以添加到导电胶基体中形成导电通路。导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁和镍、石墨和一些导电化合物的粉末。
导电胶的另一个重要成分是溶剂。由于导电填料的用量至少在50%以上,导电胶树脂基体的粘度大大增加,往往会影响胶的工艺性能。为了降低粘度,达到良好的加工性和流变性,除了选择低粘度的树脂外,一般还需要加入溶剂或活性稀释剂,其中活性稀释剂可以直接作为树脂基体进行反应固化。溶剂或活性稀释剂虽然用量不大,但在导电胶中起着重要作用,不仅影响导电性,还影响固化产物的力学性能。常用的溶剂(或稀释剂)一般应分子量大,挥发慢,其分子结构中应含有碳氧极性片段等极性结构。溶剂的添加量应控制在一定范围内,以免影响导电胶胶体的整体粘结性能。
除了树脂基体、导电填料和稀释剂外,导电胶的其他成分和胶粘剂一样,还包括交联剂、偶联剂、防腐剂、增韧剂和触变剂。