导电胶的导电原理

很按导电方向分为各向同性导电胶（ICAs,Isotropic Conductive Adhesive）和各向异性导电胶（ACAs,Anisotropic Conductive Adhesives）。ICA是指各个方向均导电的胶黏剂，可广泛用于多种电子领域；ACA则指在一个方向上如Z方向导电，而在X和Y方向不导电的胶黏剂。一般来说ACA的制备对设备和工艺要求较高，比较不容易实现，较多用于板的精细印刷等场合，如平板显示器（FPDs）中的板的印刷 。

按照固化体系导电胶又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。室温固化导电胶较不稳定，室温储存时体积电阻率容易发生变化。高温导电胶高温固化时金属粒子易氧化，固化时间要求必须较短才能满足导电胶的要求。目前国内外应用较多的是中温固化导电胶（低于150℃），其固化温度适中，与电子元器件的耐温能力和使用温度相匹配，力学性能也较优异， 所以应用较广泛。紫外光固化导电胶将紫外光固化技术和导电胶结合起来，赋予了导电胶新的性能并扩大了导电胶的应用范围，可用于液晶显示电

致发光等电子显示技术上，国外从上世纪九十年代开始研究，我国近年也开始研究。 导电胶主要由树脂基体、导电粒子和分散添加剂、助剂等组成。基体主要包括环氧树脂、丙烯酸酯树脂、聚氯酯等。虽然高度共轭类型的高分子本身结构也具有导电性，如大分子吡啶类结构等，可以通过电子或离子导电 ，但这类导电胶的导电性最多只能达到半导体的程度，不能具有像金属一样低的电阻，难以起到导电连接的作用。目前市场上使用的导电胶大都是填料型。

填料型导电胶的树脂基体，原则上讲，可以采用各种胶勃剂类型的树脂基体，常用的一般有热固性胶黏剂如环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等胶黏剂体系。这些胶黏剂在固化后形成了导电胶的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使导电填料粒子形成通道。由于环氧树脂可以在室温或低于150℃固化，并且具有丰富的配方可设计性能，目前环氧树脂基导电胶占主导地位。

导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能粒径要在合适的范围内，能够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、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。

导电胶中另一个重要成分是溶剂。由于导电填料的加入量至少都在50% 以上，所以导电胶的树脂基体的黏度大幅度增加，常常影响了胶黏剂的工艺性能。为了降低黏度，实现良好的工艺性和流变性，除了选用低黏度的树脂外，一般需要加入溶剂或者活性稀释剂，其中活性稀释剂可以直接作为树脂基体，反应固化。溶剂或者活性稀释剂的量虽然不大，但在导电胶中起到重要作用，不但影响导电性，而且还影响固化物的力学性能。常用的溶剂(或稀释剂)一般应具有较大的分子量，挥发较慢，并且分子结构中应含有极性结构如碳一氧极性链段等。溶剂的加入量要控制在一定范围内，以免影响导电胶胶体的胶接整体性能。

除树脂基体、导电填料和稀释剂外，导电胶其他成分和胶黏剂一样，还包括交联剂、偶联剂、防腐剂、增韧剂和触变剂等。

导电胶是一种固化或干燥后具有一定导电性的胶粘剂。它可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成电的通路。在电子工业中,导电胶已成为一种必不可少的新材料。导电胶的品种繁多，从应用角度可以将导电胶分成一般型导电胶和特种导电胶两类。一般型导电胶只对导电胶的导电性能和胶接强度有一定要求，特种导电胶除对导电性能和胶接强度有一定要求外,还有某种特殊要求。如耐高温、耐超低温、瞬间固化、各向异性和透明性等。按导电胶中导电粒子的种类不同，可将导电胶分为银系导电胶、金系导电胶、铜系导电胶和炭系导电胶等,应用最广的是银系导电胶

导电胶是一种同时具备导电性能和粘结性能的胶黏剂，它可以将多种导电材料连接在一起，使被连接材料间形成导电通路。它是通过将导电填料填充在有机聚合物基体中，从而使其具有与金属相近的导电性能。与普通导电聚合物不同的是，导电胶要求体系在储存条件下具有流动性，通过加热或其他方式可以发生固化，从而形成具有一定强度的连接。

一、导电胶的组成导电胶的组成

导电胶一般是由基体和导电填料两部分组成：

（1）导电胶的基体基体包括预聚体、固化剂（交联剂）、稀释剂及其他添加剂（增塑剂、偶联剂、消泡剂等）。

预聚体是导电胶的主要组分之一，它含有活性基团，加入固化剂后可以进行固化。预聚体固化后形成了导电胶的分子骨架，同时提供了粘接性能和力学性能的保障，并能使导电填料粒子形成通道。

常用的聚合物基体包括环氧树脂、酚醛类树脂、聚酸亚胺、聚氨酷等。与其他树脂相比，环氧树脂具有稳定性好、耐腐蚀、收缩率低、粘接强度高、粘接面广以及加工性好等优点，因此，环氧树脂是目前研究最多、使用最广的基体材料。但是环氧树脂具有吸湿性，且耐热性较差，所以对环氧树脂进行改性，通过对环氧树脂主涟结构和取代基进行调整，得到综合性能更高的改性树脂的研究正在开发中。

固化剂是多官能团化合物，可以连接预聚体，形成网络结构，也是固化后体系的一部分。稀释剂是导电胶的另一个重要组分。它可以调节体系的粘度，使导电粒子能较好的分散在基体树脂中，同时在导电粒子和胶层及被粘接电子元器件间形成了良好的导电接触。

稀释剂分为活性稀释剂和非活性稀释剂两类，其中活性稀释剂含有活性端基，可以参加交联反应，固化前不需去除，固化后成为体系的一部分非活性稀释剂不参与交联，仅起调节作用，固化前需要除去。预聚体、交联剂和稀释剂是固化过程中体积变化的主要影响因素。

为了提高导电胶的性能，有时还需加入偶联剂、增塑剂、消泡剂等各种添加剂。偶联剂可改善导电填料在树脂基体中的分散性，同时还能改善导电胶的表面性能，增加界面的粘附性能。加入增塑剂可以提高胶层的柔韧性和粘接强度。消泡剂在导电胶的制备过程中，可降低表面张力，消除物料混合过程中产生的泡沫。

（2）导电填料导电填料主要是通常有碳、金属、金属氧化物三大类。

碳类材料中的炭黑的导电性很好，但存在加工困难的问题石墨很难粉碎和分散，且导电性随产地等变化较大。碳类填料一般选用炭黑和石墨的混合粉末。金属氧化物导电性普遍较差。

常用的填料多为Au、Ag、Cu、Ni等电阻率较低的金属粉末。Au粉具有优异的导电性和化学稳定性，是最理想的导电填料，但价格昂贵，一般只在要求较高的情况下使用。Ag粉价格相对较低，导电性较好，且在空气中不易氧化，但在潮湿的环境下会发生电迁移现象，使得导电胶的导电性能下降。Cu粉和Ni粉具有较好的导电性，成本低，但在空气中容易氧化，使得导电性变差。因此，导电填料一般选用Ag或cu。

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