紫外光固化银包铜粉导电胶的制备及研究

紫外光固化银包铜粉导电胶的制备及研究

苏晓磊;张申申;边慧

【摘要】以银包铜粉和环氧丙烯酸树脂为原料制备导电胶浆料，采用丝网印刷将

浆料涂覆到载玻片上，置于紫外光下固化获得导电涂层。利用 SEM 和四探针电阻测试仪对固化后导电胶的微观结构和电学性能进行表征。结果表明：当银包铜粉质量分数为70%，导电胶固化完全，制得的导电胶电阻率最低为1.135×10–3Ω·cm，涂层厚度为140μm。%The UV curing pastewas prepared using silver-coated copper powderandepoxy acrylic resin as raw materials to study the property of UV curing conductive paste. The conductive coatingwasreceived by the UV curing of prepared paste on the glass slide by screen printing. The microstructure and electrical propertieswerecharacterized by scanning electron microscopy (SEM) and four probe resistance tester, respectively. Results showthat when themass fractionof silver coated copper powderis 70%, the resistivity of conductive paste reachesthe minimum value, 1.135×10–3Ω·cm, and theconductive coatingthicknessis 140μm.

【期刊名称】《电子元件与材料》

【年(卷),期】2017(036)002

【总页数】4页(P65-68)

【关键词】导电胶;紫外光固化;银包铜粉;电阻率;微观结构;电学性能

【作者】苏晓磊;张申申;边慧

【作者单位】西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048;西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048;西安工程大学机电工程学院，陕西西安 710048【正文语种】中文

【中图分类】TM241

导电胶粘剂，俗称导电胶，是一种功能胶粘剂，其在固化和干燥后具有一定导电性能[1]。最基本地，它由聚合物和导电填料组成，能够实现电子元器件和载体间电

子和力学上的互联，不仅保持了高分子材料的优异特性又具有导电的功能[2]。传

统的Sn/Pb焊料作为电子封装行业所使用的一种基本连接材料已沿用多年，但是

由于Sn/Pb焊料自身存在的缺陷，即线分辨率太低、环保性能差且固化温度过高

等限制了其在现代电子技术中的应用[3]。近些年来，导电胶已广泛应用于印刷线

路板组件、发光二极管、液晶显示屏、智能卡、陶瓷电容、集成电路芯片等电子元器件的封装和粘接。

导电胶一般由预聚体、活性稀释剂、偶联剂、光引发剂、金属粉末以及其他添加剂组成[4]。其中的金属粉末多为电阻率较低的Au、Ag、Cu、Ni等，最好的是Au，但是其价格昂贵[5]。银粉虽然在导电胶中电性能稳定，具有较好的抗氧化性能，

但易产生电迁移现象。铜粉极易被氧化，表面形成绝缘薄膜，使得导电性变差。银包覆铜既能具有良好的抗氧化性，价格又较为低廉，有望成为银导电胶的替代品。此外，目前紫外光固化导电胶主要采用纯银、金等作为导电填料[6-7]，然而很少

采用银包铜粉作为导电填料。

因此，本文采用紫外光固化法，以银包铜粉和环氧丙烯酸树脂为原料制备导电胶，采用丝网印刷将浆料涂覆到载玻片上，固化后进行性能测试，并研究了稀释剂、涂膜厚度等参数对其性能的影响。

1.1 导电胶的制备

采用电子天平称取一定量的环氧丙烯酸树脂（分析纯，上海风标化学科技有限公司）于瓷坩埚中，之后按照29:101的质量比加入活性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA，分析纯，常熟恒荣商贸有限公司）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP，分

析纯，山东西亚化工股份有限公司），搅拌均匀，而后将光引发剂Irgacure184（分析纯，成都德泰实业有限公司）和光敏剂二苯甲酮BP（分析纯，南京嘉中化

工科技有限公司）以1:1的质量比加入其中，混合搅拌，最后加入硅烷偶联剂

KH-550（分析纯，南京旭杨化工有限公司，占有机载体质量分数的3%）、消泡

剂（分析纯，江苏省海安石油化工厂，占有机载体质量分数的3%）和流平剂（分析纯，上海道硅材料技术有限公司，占有机载体质量分数的0.5%）等其他助剂，即可得到有机载体，将有机载体与银包铜粉体（含银质量分数10%，粒径8 μm，深圳利红金科技有限公司）混合均匀，将导电浆料印刷在载玻片上，静置15 min 后在紫外灯下照射10 min，即可得到UV光固化的银包铜导电胶，放置30 min

后进行性能测试。

1.2 微观结构与性能表征

导电胶的表面电阻率采用苏州晶格电子有限公司ST2253型数字式四探针测试仪测试，每个样品平行测定三次并取其平均值；采用英国牛津FEI生产的Quanta 50 FEG扫描电子显微镜对导电涂层进行微观表征；并采用指触法，即用手指按压经

过 UV固化光源固化后的墨膜表面，以墨膜不粘手、不掉色为完全固化的标准，以最快能使油墨固化的速度作为该种油墨的固化速度。

2.1 混合稀释剂含量对导电胶导电性的影响

常见的单官能度活性稀释剂光固化活性较低，影响了光固化体系的固化速度，多官能度的光活性稀释剂容易引起较大的体积收缩，导致内应力增强，从而使得附着力下降[8]。因此在导电胶制备和使用过程中，一般将多官能度的稀释剂与单官能度

稀释剂混合使用，在加快体系固化速率的同时还可以减少体系收缩应力。按照1.1