導(dǎo)電膠粘劑

　　導(dǎo)電型膠粘劑，簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)電膠，是一種既能有效地膠接各種材料，又具有導(dǎo)電性能的膠粘劑。導(dǎo)電膠按基組成可分為結(jié)構(gòu)型和填充型兩大類(lèi)。結(jié)構(gòu)型是指作為導(dǎo)電膠基體的高分子材料本身即具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膠;填充型是指通常膠粘劑作為基體，而依靠添加導(dǎo)電性填料使膠液具有導(dǎo)電作用的導(dǎo)電膠。目前導(dǎo)電高分子材料的制備十分復(fù)雜、離實(shí)際應(yīng)用還有較大的距離，因此廣泛使用的均為填充型導(dǎo)電膠。

　　在填充型導(dǎo)電膠中添加的導(dǎo)電性填料，通常均為金屬粉末。由于采用的金屬粉末的種類(lèi)、粒度、結(jié)構(gòu)、用量的不同，以及所采用的膠粘劑基體種類(lèi)的不同，導(dǎo)電膠的種類(lèi)及其性能也有很大區(qū)別。表二十列舉了一些金屬的電阻率。目前普遍使用的是銀粉填充型導(dǎo)電膠。而在一些對(duì)導(dǎo)電性能要求不十分高的場(chǎng)合，也使用銅粉填充型導(dǎo)電膠。

　　合成樹(shù)脂加入某種金屬填料或?qū)щ娞亢谥缶途哂袑?dǎo)電性。碳可以是任何一種無(wú)定形的碳，例如乙炔炭黑或粉碎的石墨粉。在導(dǎo)電環(huán)氧膠粘劑或?qū)щ娡繉又谐Ｓ玫氖羌?xì)銀粉，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)鹽和氧化物有適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，因此，能允許少量的氧化或腐蝕，防腐工藝不像薄膠層方法那樣重要，其中界面電阻起著重要作用。

　　相對(duì)金面言，銀是最合適的導(dǎo)電填料，因?yàn)樗鼉r(jià)格便宜，電阻低。然而，在高溫和直流電勢(shì)的條件下，銀會(huì)發(fā)生向膠層表面電解遷移的現(xiàn)象，但鍍銀的銅粉不遷移，金也不遷移。銀粉的最大加入量約為85%(質(zhì)量)，銀粉加入量低于最佳量(約65%)時(shí)導(dǎo)電性明顯降低，而粘接強(qiáng)度較高。碳(石墨)的導(dǎo)電性相當(dāng)小，遠(yuǎn)不如金和銀。其他可用的金屬填料是鎳鋁和銅，其中每種金屬都有特殊的氧化問(wèn)題。因此，與球狀金屬粒子相比，很難形成粒子與粒子的接觸。遺憾的是，銀粉表面的硬脂酸鹽涂層在高溫下釋放氣體，污染關(guān)鍵部件，例如在微電子應(yīng)用中。有的銀粉沒(méi)有涂層，也就不釋放氣體產(chǎn)物。銅和鋁形成氧化膜，因阻礙了粒子與粒子接觸而降低了導(dǎo)電性。

　　導(dǎo)電膠粘劑用于微電子裝配，包括細(xì)導(dǎo)線與印刷線路、電鍍底板、陶瓷被粘物的金屬層、金屬底盤(pán)連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過(guò)印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補(bǔ)。導(dǎo)電膠粘劑用于取代焊接溫度超過(guò)因焊接形成氧化膜時(shí)耐受能力的點(diǎn)焊。導(dǎo)電膠粘劑的另一應(yīng)用就是在鐵電體裝置中用于電極片與磁體晶體的粘接。導(dǎo)電膠粘劑可取代焊藥和晶體因焊接溫度趨于沉積的焊接。用于電池接線柱的粘接是當(dāng)焊接溫度不利時(shí)導(dǎo)電膠粘劑的又一用途。導(dǎo)電膠粘劑能形成足夠強(qiáng)度的接頭，因此，可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。除了粘接強(qiáng)度外，在有屏蔽的裝配中，還要求導(dǎo)電膠粘劑導(dǎo)電的連續(xù)性。

　　1導(dǎo)電膠黏劑的分類(lèi)

　　導(dǎo)電膠的品種繁多，從應(yīng)用的角度可以將導(dǎo)電膠分成一般的導(dǎo)電膠和特種導(dǎo)電膠兩類(lèi)。一般性導(dǎo)電膠只對(duì)導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能和粘接強(qiáng)度有一定的要求，特種導(dǎo)電膠除了對(duì)導(dǎo)電性能和粘接強(qiáng)度有一定的要求外，還有某種特殊的要求，如耐高溫、耐超低溫、瞬間固化、各向異性和透明性等。

　　按固化工藝特點(diǎn)，可將導(dǎo)電膠分為固化反應(yīng)型、熱熔型、高溫?zé)Y(jié)型、溶劑型和壓敏型導(dǎo)電膠。

　　按導(dǎo)電膠中導(dǎo)電粒子的種類(lèi)不同，可將導(dǎo)電膠分為銀系導(dǎo)電膠、金系導(dǎo)電膠、銅系導(dǎo)電膠和炭系導(dǎo)電膠。應(yīng)用最為廣泛的是銀系導(dǎo)電膠。

　　按照導(dǎo)電膠中基料的化學(xué)類(lèi)型又將導(dǎo)電膠分為無(wú)極導(dǎo)電膠和有機(jī)導(dǎo)電膠。無(wú)機(jī)導(dǎo)電膠耐高溫性能好，但對(duì)金屬的粘接性能差，主要有環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠、酚醛樹(shù)脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹(shù)脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等。應(yīng)用最廣的是環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠。

　　2導(dǎo)電膠黏劑的導(dǎo)電機(jī)理

　　導(dǎo)電膠的導(dǎo)電機(jī)理被認(rèn)為主要是導(dǎo)電粒子之間的相互接觸，形成電的通路，使導(dǎo)電膠具有導(dǎo)電性。膠層中到店里自建的穩(wěn)定接觸是由于導(dǎo)電膠的固化或干燥形成的。

　　含有溶劑的導(dǎo)電膠，在固化或者干燥前，導(dǎo)電粒子在膠黏劑中是分離存在的，相互間沒(méi)有連續(xù)接觸，因而處于絕緣狀態(tài)，如圖17.1所示。導(dǎo)電膠固化或者干燥后，由于溶劑的揮發(fā)和膠黏劑固化而引起膠黏劑體積收縮，使得導(dǎo)電粒子相互間呈穩(wěn)定的連續(xù)接觸，因而呈現(xiàn)導(dǎo)電性，如圖17.2所示。

　　因隧道效應(yīng)也可以使得導(dǎo)電膠中導(dǎo)電粒子間產(chǎn)生一定的電流通路。當(dāng)導(dǎo)電粒子間不相互接觸時(shí)，粒子間存在隔離層，使得導(dǎo)電粒子中自由電子的定向運(yùn)動(dòng)受到阻礙。根據(jù)量子力學(xué)的概念可知，對(duì)一種微觀粒子來(lái)說(shuō)，即使其能量小于勢(shì)壘的能量時(shí)，除了有被反射的可能性外，也有貫穿的可能性，也叫做隧道效應(yīng)。電子是一種微觀粒子，因此它具有穿過(guò)導(dǎo)電粒子間隔離層阻礙的可能性。

　　根據(jù)以上分析，可將導(dǎo)電膠的導(dǎo)電情況分為3種：1、一部分導(dǎo)電粒子完全連續(xù)的相互接觸形成一種電流通路;2、一部分導(dǎo)電粒子是不完全連續(xù)接觸，其中不相互接觸的導(dǎo)電粒子之間由于隧道效應(yīng)而形成電流通路;3、一部分導(dǎo)電粒子完全連續(xù)，導(dǎo)電粒子的隔離層完全連續(xù)，是電的絕緣。