电子封装导电胶都用什么导电填料？

导电胶是铅-锡焊料替代品用于电子包装，具有分辨率高、固化温度相对较低、机械性能好、与大多数材料湿度好等优点，能很好地满足电子产品小型化、印刷电路板高度集成的发展趋势。

   

导电胶种类很多，按基体组成可分为结构型和填充型两大类。结构型是指作为导电胶基体的高分子材料本身即具有导电性的导电胶；填充型是指通常胶粘剂作为基体，而依靠添加导电性填料使胶液具有导电作用的导电胶。其导电性能主要来源于导电填料，填料的电阻率、形状、粒径及其分布等直接影响导电胶的导电性能。

   

随着芯片安装、表面组装技术和晶体覆盖技术的发展，导电胶的市场需求将继续扩大，导电填料将具有广阔的发展和应用前景。目前，常见的导电填料有：金属导电填料、碳导电填料、复合材料等，以下简单分类。

   

金属导电填料

   

常用的金属导电填料包括银（Ag）、金（Au）、镍（Ni）、铜（Cu）和铝（Al）等。常用作导电填料金属的电阻率见下表。

   

常用导电填料的电阻率

  银。它具有导电性高、导热性高、价格适中、加工方便等特点，在胶水中几乎没有氧化。即使氧化产生的氧化银仍然具有导电性，应用广泛。虽然银具有许多优点，是应用较广泛的导电胶导电填料，但在电场的作用下会产生电迁移，降低导电性，影响其使用寿命。
   

铜。铜系统导电胶是目前应用较广泛、较稳定的一种。铜的电阻率与银非常相似，而且价格比银便宜应该是制备导电胶的理想导电填料。然而，铜的化学性质比银更活跃，在空气中迅速氧化，然后表面覆盖绝缘氧化层；粉状铜的氧化速度比表面积大，导电性能迅速降低，限制了其应用。

   

因此，解决铜的氧化膜问题是确保导电性的关键。事实上，适当的表面改性是有用的。研究表明，硅烷偶联剂可以提高铜粉导电胶的导电性和稳定性。当然，除了使用硅烷偶联剂对铜表面进行改性外，铜表面镀银也是防止铜氧化和降低成本的常用途径。此外，铜的形状和尺寸也会影响导电胶的导电性。大长度纤维或类纤维铜粉将有助于提高导电胶的导电性。

   

其他金属：

   

黄金。它是导电填料之王。以黄金为导电填料的导电胶具有良好的导电性和稳定的性能。在正常环境中基本上没有电迁移，可以在恶劣的环境中工作。但其价格较高，仅用于航天工业等可靠性要求高、芯片尺寸小的电路。

   

镍。它本身的电阻率高于银、铜和金，因此制备的导电胶的电阻率相对较高，镍也相对活跃。温度升高后容易氧化，导致电阻率增加。因此，镍制备的导电胶不能用于高端精密电子仪器。

   

低熔点共熔合金。Sn-Pb、Sn-In），液体在固化温度下，可流动，在导电填料之间形成金属键，降低接触电阻和隧道电阻，降低电阻率，提高导电胶性能，也用作导电填料和银混合，但只有特定的金属组合才能在导电胶固化温度下形成合金键，使用范围有限。

   

金属是应用较广泛的导电填料，但一直存在价格高、密度高（树脂基体易沉降）等问题。因此，其他导电填料也受到了人们的关注和研发。

   

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碳导电填料

   

近年来，碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯也被用作导电填料和导电胶。碳黑导电性好，价格低，但加工难度限制了其广泛应用。导电石墨的导电性差异很大，很难破碎和分散，因此很难广泛使用。导电碳纤维的导电性介于碳黑和石墨之间，但在制备复合材料时，很难保持加工前后纤维的性能一致性，即碳纤维在加工过程中容易损坏，加工困难。

   

   

碳纳米管和石墨烯由于其独特的结构，具有优异的电学性能和力学性能，近年来被许多研究人员引入导电填料领域，以提高导电胶的综合性能。

   

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复合导电填料

   

碳材料的导电性不如金属，但具有优异的机械性能和结构特性，可以提高导电胶的综合性能。碳材料用金属装饰以提高碳材料的导电性，如碳纳米管和石墨烯。

   

除碳材料和金属复合材料外，一些研究人员还使用金属和玻璃珠、玻璃纤维、有机颗粒等复合材料作为导电填料，如云母粉、玻璃珠、玻璃纤维等化学镀银制备复合填料。

   

近年来，除了直接化学镀金属外，还广泛研究通过生物粘附材料将金属离子粘附在基材上，然后还原制备表面有金属涂层的复合填料。例如，通过多巴胺功能，研究人员在聚苯乙烯微球表面镀金，在接枝环氧乙烯基树脂层和玻璃微珠表面镀银，制备导电填料。

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