一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶及其制备方法与流程

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1.本发明涉及芯片封装技术领域,具体为一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶及其制备方法。


背景技术:



2.导电胶是一类具有导电性的胶黏剂,在固化或干燥后可以替代锡铅焊料作为电子组装焊料的一种,对电路进行机械和电气的连通。现有的导电胶一般由导电填料与树脂基体组成,树脂基体包裹分散在其中的导电填料形成一个整体,导电填料通过互相接触或渗流从而达到传输电子的目的。然而现有的导电胶在制备时为了使导电填料可以均匀分散到树脂基体中,往往会在树脂中加入稀释剂调整树脂体系的黏度。在树脂基体固化时,这些稀释剂往往会随着温度的升高而分解挥发,最终导致导电胶内部产生较多的微小空洞,此时由于树脂基体已经固化,无法填充空隙,往往会造成导电填料的接触距离变大,使其导电能力大幅下降。


技术实现要素:



3.本发明的目的在于提供一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶,具有以下特征:按重量份数计,所述烧结型纳米银导电胶包括以下组分:45-55份纳米银粒子、15-20份纳米银线、15-45份超支化环氧树脂基体、12-40份固化剂、0.3-0.5份固化促进剂;
5.所述超支化环氧树脂基体为环氧树脂e51与超支化环氧树脂的混合树脂,其中环氧树脂e51与超支化环氧树脂的重量比为(2-3):(4-8)。
6.进一步的,所述固化剂为邻苯二甲酸酐;所述固化促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑。
7.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
8.s1.制备纳米银线;
9.s2.制备纳米银粒子;
10.s3.制备超支化环氧树脂;
11.s31.按摩尔份数计,将4-羟基苯甲酸、1-1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.05-0.1份催化剂,充入氮气并油浴升温至80-90℃反应8-12h;
12.s32.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤3-5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
13.s33.将三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与催化剂溶于n,n-二甲基甲酰胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至90-120℃反应8-12h;
14.s34.反应结束后旋蒸3-4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物2-3倍体积的四氢
呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤2-3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树脂;
15.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用15-20khz的超声波分散处理2-3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
16.s5.将改性纳米银线、纳米银粒子与超支化环氧树脂混合,以200-300rpm的速率搅拌分散0.5-1h后,加入环氧树脂与固化剂,继续搅拌0.5h后,加入固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀。
17.本发明首先在导电填料的组成上进行了限定,本发明使用纳米银粒子与纳米银线进行复配,在树脂基体中纳米银线独特的一维结构可以使其在较长的距离上达到导电的目的。本技术使用多元醇法对纳米银线进行了合成,使用多元醇作为还原剂,在加热条件先对银离子进行还原,在反应过程中,本发明使用聚乙烯吡咯烷酮作为聚合物分散剂,在生成纳米银线的过程中,聚乙烯吡咯烷酮分子中的羰基由于具有孤对电子,因此会优先与银的某些晶面结合,维持电性平衡,从而阻止该晶面方向的银生长,使其生长成为具有一维线性结构的纳米线。在树脂基体内部,纳米银线会相互搭接形成导电网络,将多个无法导电的纳米银粒子搭接,从而增强导电胶的导电性能,降低电阻率。
18.在固化时,环氧树脂往往会发生固化收缩,从而对导电填料进行压迫并促使其接触更紧密,但是由于稀释剂组分的添加,导致在固化过程中,稀释剂组分的挥发分解会与固化收缩一同发生,且这一过程中稀释剂挥发所造成的导电胶内空洞远大于环氧树脂收缩固化所带来的影响,使得导电胶内空洞率升高,电阻增大,因此本发明为降低稀释剂分解造成的影响制备了具有良好流动性的超支化环氧树脂。本技术制备的超支化环氧树脂为近球形,分子间交缠较小,具有良好的流动性,可以有效改善导电粒子在树脂基体中的分布性能,且超支化环氧树脂具有众多分枝基团,可以与表面处理后的纳米银粒子交联,防止其发生沉降。
19.此外本发明在制备超支化环氧树脂时,使用具有醚键的聚乙二醇缩水甘油醚作为原料,将其与带有羟基的4-羟基苯甲酸混合,在催化剂催化下生成带有长链结构的聚醚物质,之后将其与环氧稀释剂三羟甲基丙烷三缩水甘油醚混合,最终制备出了端基为环氧基的超支化环氧树脂,本发明制备的超支化环氧树脂内部引入了可自由旋转的的醚键,环氧树脂固化时,由于分子链间交联程度加深,会导致环氧树脂的脆性上升,柔性下降,面对震动等工作环境是,环氧树脂导电胶易发生脆断等现象,当引入醚基后,可以有效增加环氧树脂的柔性,将利用形变吸收震动,防止导电胶断裂或脱落等现象;同时醚键相较于酯键有着更强的耐水解与抗化学侵蚀的能力,可有效提高导电胶的使用年限,增强产品质量。
20.进一步的,步骤s1中,制备纳米银线,具体包括以下步骤:
21.s11.将聚乙烯吡咯烷酮与nacl溶于乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至150-180℃,并滴加硝酸银乙二醇溶液,滴加完成后,搅拌反应1-2h;
22.s12.加入无水乙醇,充分混合后离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗3-4次后,干燥,即可得所述纳米银线;
23.按重量份数计,步骤s1中,聚乙烯吡咯烷酮、nacl、硝酸银、无水乙醇的质量比为(2-2.5):(0.1-0.3):(5-8):(150-200)。
24.进一步的,步骤s2中,制备纳米银线,具体包括以下步骤:
25.s21.将聚乙烯吡咯烷酮溶于无水乙醇中,搅拌均匀后加入硝酸银并加入纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
26.s22.将硼氢化钾与柠檬酸钠溶于无水乙醇,与聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液混合,以450-600rpm的速率搅拌反应1.5-2h,抽滤,使用无水乙醇洗涤3-4次后干燥处理,即可得纳米银粒子;
27.按重量份数计,步骤s2中,聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、硼氢化钾、柠檬酸钠的质量比为(2-4):(3-5):(0.5-1.5):(1.5-2)。
28.进一步的,按摩尔份数计,步骤s31中,4-羟基苯甲酸、聚乙二醇缩水甘油醚、n,n-二甲基甲酰胺、催化剂的摩尔比为(2-4):(1-1.5):(40-50):(0.05-0.1)。
29.进一步的,按摩尔份数计,步骤s33中,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、催化剂、n,n-二甲基甲酰胺的摩尔比为(4-6):(0.1-0.2):(50-80)。
30.进一步的,步骤s3中,所述催化剂为四乙基溴化铵、四丁基溴化胺、三乙基苄基氯化铵中的任意一种或多种。
31.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的使用方法,包括以下步骤:将导电胶直接涂覆于印制电路板表面,于150-200℃反应0.5-1h即可完成导电胶的固化。
32.与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明为增强导电胶的导电性能,制备了纳米银线与纳米银粒子复配的导电填料,利用纳米银线的一维结构,在导电胶内搭接构成导电网络,便于电子的传输;同时为了增强环氧树脂的流动性,改善纳米银的分布,本发明合成了超支化环氧树脂作为树脂基体,借助超支化物的球形结构与众多分枝,帮助纳米银的分散,同时由于超支化环氧树脂具有高流动性,可以避免稀释剂的添加,防止在固化过程中由于稀释剂挥发分解造成导电胶空洞,影响导电剂的功用。本发明制备的导电胶性能优越,具有良好的热导率与较低的体积电阻率,可以应用在众多精密线路中,且柔性好,空洞率低,具有广阔的市场。
具体实施方式
33.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
34.实施例1.
35.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
36.s1.制备纳米银线;
37.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
38.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
39.s2.制备纳米银粒子;
40.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝
酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
41.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
42.s3.制备超支化环氧树脂;
43.s31.按摩尔份数计,将4份4-羟基苯甲酸、1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与50份n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.1份四乙基溴化铵催化剂,充入氮气并油浴升温至90℃反应12h;
44.s32.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
45.s33.将6份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与0.2份催化剂溶于80份n,n-二甲基甲酰胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至120℃反应12h;
46.s34.反应结束后旋蒸4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物3倍体积的四氢呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树脂;
47.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
48.s5.按重量份数计,将15份改性纳米银线、45份纳米银粒子与10份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
49.实施例2.
50.与实施例1相比,本实施例增加了步骤s5中超支化环氧树脂的添加量;
51.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
52.s1.制备纳米银线;
53.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
54.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
55.s2.制备纳米银粒子;
56.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
57.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
58.s3.制备超支化环氧树脂;
59.s31.按摩尔份数计,将4份4-羟基苯甲酸、1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与50份n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.1份四乙基溴化铵催化剂,充入氮气并油浴升温
至90℃反应12h;
60.s32.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
61.s33.将6份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与0.2份催化剂溶于80份n,n-二甲基甲酰胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至120℃反应12h;
62.s34.反应结束后旋蒸4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物3倍体积的四氢呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树脂;
63.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
64.s5.按重量份数计,将15份改性纳米银线、45份纳米银粒子与12份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
65.实施例3.
66.与实施例1相比,本实施例增加了步骤s5中纳米银线的添加量;
67.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
68.s1.制备纳米银线;
69.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
70.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
71.s2.制备纳米银粒子;
72.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
73.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
74.s3.制备超支化环氧树脂;
75.s31.按摩尔份数计,将4份4-羟基苯甲酸、1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与50份n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.1份四乙基溴化铵催化剂,充入氮气并油浴升温至90℃反应12h;
76.s32.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
77.s33.将6份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与0.2份催化剂溶于80份n,n-二甲基甲酰胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至120℃反应12h;
78.s34.反应结束后旋蒸4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物3倍体积的四氢呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树
脂;
79.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理2-3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
80.s5.按重量份数计,将20份改性纳米银线、45份纳米银粒子与10份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
81.对比例1.
82.与实施例1相比,本对比例将超支化环氧树脂等量替换为环氧树脂e51,并添加了3份丙酮作为稀释剂;
83.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
84.s1.制备纳米银线;
85.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
86.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
87.s2.制备纳米银粒子;
88.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
89.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
90.s3.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
91.s4.按重量份数计,将15份改性纳米银线、45份纳米银粒子与10份环氧树脂e51与3份丙酮稀释剂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
92.对比例2.
93.与实施例1对比,本实施例将增加了纳米银线的量,并等量减少了纳米银粒子的量;
94.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
95.s1.制备纳米银线;
96.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
97.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
98.s2.制备纳米银粒子;
99.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
100.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
101.s3.制备超支化环氧树脂;
102.s31.按摩尔份数计,将4份4-羟基苯甲酸、1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与50份n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.1份四乙基溴化铵催化剂,充入氮气并油浴升温至90℃反应12h;
103.s32.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
104.s33.将6份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与0.2份催化剂溶于80份n,n-二甲基甲酰胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至120℃反应12h;
105.s34.反应结束后旋蒸4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物3倍体积的四氢呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树脂;
106.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
107.s5.按重量份数计,将25份改性纳米银线、35份纳米银粒子与10份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
108.实施例3.
109.与实施例1相比,本技术将改性纳米银线等量替换为了纳米银粒子;
110.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
111.s1.制备纳米银粒子;
112.s11.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
113.s12.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
114.s2.制备超支化环氧树脂;
115.s21.按摩尔份数计,将4份4-羟基苯甲酸、1.5份聚乙二醇缩水甘油醚混合与50份n,n-二甲基甲酰胺混合,搅拌均匀后加入0.1份四乙基溴化铵催化剂,充入氮气并油浴升温至90℃反应12h;
116.s22.反应结束后旋蒸去除多余溶剂,并使用饱和nacl溶液与饱和nahco3洗涤5次,之后旋蒸去除多余水分溶剂,直至产物质量不再发生变化;
117.s23.将6份三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与0.2份催化剂溶于80份n,n-二甲基甲酰
胺中,搅拌混合后加入步骤s32制备的旋蒸产物,充入氮气,油浴升温至120℃反应12h;
118.s24.反应结束后旋蒸4小时去除未反应溶剂,并加入剩余产物3倍体积的四氢呋喃,搅拌混合后使用纯水与乙醚洗涤3次后,抽滤,对抽滤产物进行干燥,得到超支化环氧树脂;
119.s3.将纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
120.s4.按重量份数计,60份纳米银粒子与10份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
121.对比例4.
122.与实施例1相比,本对比例使用了专利cn109232862b所公开的超支化环氧树脂等量替代本发明制备的超支化环氧树脂;
123.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,包括以下步骤:
124.s1.制备纳米银线;
125.s11.按重量份数计,向反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与0.1份nacl溶于80份乙二醇中,搅拌混合,并油浴升温至180℃,将5份硝酸银溶于40份乙二醇中,缓慢滴加入反应容器内,滴加完成后,以150rpm的速率继续搅拌反应2h;
126.s12.加入150份无水乙醇,充分混合后使用离心机,离心分离获得灰沉淀物,使用纯水与无水乙醇交替清洗4次后,使用真空蒸发器干燥4h,即可得所述纳米银线;
127.s2.制备纳米银粒子;
128.s21.反应容器内加入2份聚乙烯吡咯烷酮与80份无水乙醇,搅拌均匀后加入3份硝酸银并加入80份纯水,搅拌均匀后,持续搅拌备用;
129.s22.称取0.5份硼氢化钾与1.5份柠檬酸钠,溶于60份无水乙醇,加入反应容器中,以600rpm的速率搅拌反应1.5h,抽滤,使用无水乙醇洗涤过滤产物4次后,使用真空干燥箱干燥,即可得纳米银粒子;
130.s3.按照对比文件所公开方式制备超支化环氧树脂;
131.s4.将步骤s1与s2制备的纳米银线、纳米银粒子置于硅烷偶联剂中,使用20khz的超声波分散处理3h,离心分离获得改性纳米银线与改性纳米银粒子;
132.s5.按重量份数计,将15份改性纳米银线、45份纳米银粒子与10份超支化环氧树脂混合,以300rpm的速率搅拌分散1h后,加入5份e51环氧树脂与14份份邻苯二甲酸酐固化剂,继续搅拌0.5h后,加入0.3份2-乙基-4-甲基咪唑固化促进剂,继续搅拌至物料混合均匀,即可得所述导电胶。
133.检测:依据《gb/t 15662》对实施例1-3与对比例1-2的导电胶进行体积电阻率测定;依据《astmd 5470》对实施例1-3与对比例1-2的导电胶进行热导率测定,检测结果见下表:
[0134][0135]
根据实施例1-2与对比例1的对比可以发现,添加超支化环氧树脂后,导电胶的体积电阻率远小于使用稀释剂的导电胶,且其热导率同样大于使用稀释剂的导电胶,即使用超支化环氧树脂代替掺加稀释剂的环氧树脂制备出来的导电胶具备更优越的=电学性能;通过实施例1、3与对比例2、3的对比可以发现,掺加纳米银线后的导电胶,其性能表现优于未掺加纳米银线的导电胶,在树脂内部纳米银线可在1维方向上形成搭接,从而构成导电网络,可以增强电子的传输,但当纳米银线掺加量超过一定比例后性能反而会下降,在树脂内部形成一维方向上的交缠,反而阻碍了其在树脂基体中的分散性,造成性能下降;通过实施例1与对比例4的对比可以发现,本发明制备的超支化环氧树脂与e51有着更好的相结合性能,在复配使用时可以实现更优的性能改进;
[0136]
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:


600rpm的速率搅拌反应1.5-2h,抽滤,使用无水乙醇洗涤3-4次后干燥处理,即可得纳米银粒子;按重量份数计,步骤s2中,聚乙烯吡咯烷酮、硝酸银、硼氢化钾、柠檬酸钠的质量比为(2-4):(3-5):(0.5-1.5):(1.5-2)。6.根据权利要求3所述的一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,其特征在于:按摩尔份数计,步骤s31中,4-羟基苯甲酸、聚乙二醇缩水甘油醚、n,n-二甲基甲酰胺、催化剂的摩尔比为(2-4):(1-1.5):(40-50):(0.05-0.1)。7.根据权利要求3所述的一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,其特征在于:按摩尔份数计,步骤s33中,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、催化剂、n,n-二甲基甲酰胺的摩尔比为(4-6):(0.1-0.2):(50-80)。8.根据权利要求3所述的一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的制备方法,其特征在于:步骤s3中,所述催化剂为四乙基溴化铵、四丁基溴化胺、三乙基苄基氯化铵中的任意一种或多种。9.一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:将导电胶直接涂覆于印制电路板表面,于150-200℃反应0.5-1h即可完成导电胶的固化。

技术总结


本发明公开了一种芯片封装用烧结型纳米银导电胶及其制备方法;本发明为增强导电胶的导电性能,制备了纳米银线与纳米银粒子复配的导电填料,利用纳米银线的一维结构,在导电胶内搭接构成导电网络,便于电子的传输;同时为了增强环氧树脂的流动性,改善纳米银的分布,本发明合成了超支化环氧树脂作为树脂基体,借助超支化物的球形结构与众多分枝,帮助纳米银的分散,同时由于超支化环氧树脂具有高流动性,可以避免稀释剂的添加,防止在固化过程中由于稀释剂挥发分解造成导电胶空洞,影响导电剂的功用。本发明制备的导电胶性能优越,具有良好的热导率与较低的体积电阻率,可以应用在众多精密线路中,且柔性好,空洞率低,具有广阔的市场。的市场。


技术研发人员:

胡昊

受保护的技术使用者:

道尔化成电子材料(上海)有限公司

技术研发日:

2022.06.07

技术公布日:

2022/9/6

本文发布于:2022-11-24 23:33:42,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://patent.en369.cn/patent/4/1019.html

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