導(dǎo)電膠粘劑

　　導(dǎo)電型膠粘劑，簡稱導(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。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、粒度、結(jié)構(gòu)、用量的不同，以及所采用的膠粘劑基體種類的不同，導(dǎo)電膠的種類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。而在一些對導(dǎo)電性能要求不十分高的場合，也使用銅粉填充型導(dǎo)電膠。

　　合成樹脂加入某種金屬填料或?qū)щ娞亢谥�后就具有�?dǎo)電性。碳可以是任何一種無定形的碳，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玫氖羌氥y粉，其優(yōu)點是對鹽和氧化物有適當(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。

　　相對金面言，銀是最合適的導(dǎo)電填料，因為它價格便宜，電阻低。然而，在高溫和直流電勢的條件下，銀會發(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%)時導(dǎo)電性明顯降低，而粘接強度較高。碳(石墨)的導(dǎo)電性相當(dāng)小，遠不如金和銀。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、金屬底盤連接，粘接導(dǎo)線與管座，粘接元件與穿過印刷線路的平面孔，粘接波導(dǎo)調(diào)諧以及孔修補。導(dǎo)電膠粘劑用于取代焊接溫度超過因焊接形成氧化膜時耐受能力的點焊。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)焊接溫度不利時導(dǎo)電膠粘劑的又一用途。導(dǎo)電膠粘劑能形成足夠強度的接頭，因此，可以用作結(jié)構(gòu)膠粘劑。除了粘接強度外，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

　　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。一般性導(dǎo)電膠只對導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能和粘接強度有一定的要求，特種導(dǎo)電膠除了對導(dǎo)電性能和粘接強度有一定的要求外，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，可將導(dǎo)電膠分為固化反應(yīng)型、熱熔型、高溫?zé)�結(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)類型又將導(dǎo)電膠分為無極導(dǎo)電膠和有機導(dǎo)電膠。無機導(dǎo)電膠耐高溫性能好，但對金屬的粘接性能差，主要有環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠、酚醛樹脂導(dǎo)電膠、聚氨酯導(dǎo)電膠、熱塑性樹脂導(dǎo)電膠和聚酰亞胺導(dǎo)電膠等。應(yīng)用最廣的是環(huán)氧樹脂導(dǎo)電膠。

　　2導(dǎo)電膠黏劑的導(dǎo)電機理

　　導(dǎo)電膠的導(dǎo)電機理被認為主要是導(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，粒子間存在隔離層，使得導(dǎo)電粒子中自由電子的定向運動受到阻礙。根據(jù)量子力學(xué)的概念可知，對一種微觀粒子來說，即使其能量小于勢壘的能量時，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。