一种芯片连接用环氧导电银胶及其制备方法与流程
本发明涉及导电胶材料，尤其涉及一种芯片连接用环氧导电银胶及其制备方法。
背景技术：
1、环氧导电银胶是一种高性能的电子封装材料，主要成分包括环氧树脂、银粉和固化剂等。在封装过程中，环氧导电银胶通过加热固化，将芯片与基板或其他电子元件紧密地连接在一起，形成机械固定和电通路。这种连接方式不仅提供了良好的机械支撑和环境保护，还确保了电流通路和信号通路的畅通无阻，同时提供了热通路，散逸半导体芯片产生的热量。
2、现有技术中，与纯金属或合金焊料互连相比，导电银胶具有导热性较低、电阻率较高、粘结性较差等缺点。导电银胶中的银颗粒被基体所包裹，形成了颗粒与颗粒之间的热阻。而纯金属或合金焊料由于具有连续的金属结构，能够更有效地传递热量。其次，导电银胶的电阻率较高，影响电路中的能量损耗和信号传输质量，特别是在高频电路如芯片中，高电阻率可能会导致信号衰减和延迟。此外，导电银胶的粘结性主要依赖于环氧树脂与连接表面的粘附力，在长期使用过程中或在高温环境中，导电银胶会出现粘结不牢或脱落的问题，发生老化或降解，进一步降低其粘结性能。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种芯片连接用环氧导电银胶及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种芯片连接用环氧导电银胶，按质量百分比计包括以下组分：环氧树脂2-20％、稀释剂1-10％、触变剂0.2-1％、石墨烯0.01-0.1％、固化剂1-10％、固化促进剂0.1-0.5％、导电主料70-80％、导电辅料5-10％、消泡剂0.1-2.5％和偶联剂0.1-2.5％，其中，导电主料为纳米银粉，纳米银粉包括纳米片状银粉、纳米球形银粉、银纳米线的一种或两种，纳米片状银粉的直径为5-100nm，纳米球形银粉的粒径为5-50nm，银纳米线的直径为10-100nm，所述环氧导电银胶应用于小芯片、金属框架、点胶封装工艺。
4、进一步地，环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂和四缩水甘油胺型环氧树脂的一种或多种。
5、进一步地，稀释剂包括十二烷基缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和多羟基聚醚的一种或多种。
6、进一步地，触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰胺蜡和气相二氧化硅的一种或多种。
7、进一步地，固化剂包括间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜和间苯二甲二胺的一种或多种，固化促进剂包括2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和三氟化硼-三乙胺络合物的一种或多种。
8、进一步地，消泡剂包括6201、byk-141或byk-053的一种或多种，偶联剂包括kh550、kh560的一种或两种。
9、进一步地，导电辅料包括以下步骤制得：
10、将乙二醇、去离子水和3,4-乙烯二氧噻吩依次加入反应器中，向反应器中加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌至均匀分散，置于冰水浴中，使用温度控制器将反应温度维持在0-5℃，用去离子水配制0.1-0.2mol/l的过硫酸铵溶液，在50-100rpm的搅拌速度下，使用恒压滴液漏斗缓慢滴加过硫酸铵溶液至反应器中，滴加速度控制在每分钟10-20滴，以避免局部过热和暴聚，滴加完毕后，反应12-24h后，将纳米银粉加入反应溶液中，并以50-100rpm的速度继续搅拌1-2h，加入0.2-0.22mol/l的硫代硫酸钠溶液，终止聚合反应，将反应溶液倒入1l去离子水中，过滤，洗涤，在室温下干燥至恒重，得到导电辅料。
11、进一步地，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩、聚乙烯吡咯烷酮、过硫酸铵、纳米银粉和硫代硫酸钠的质量比为（6-7）：（14-15）：50：（0.7-0.9）：（10-20）：（0.5-0.55），纳米银粉选自导电主料，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩和纳米银粉的摩尔比为（1-1.1）：（1-1.05）：（0.93-1.86）。
12、根据本发明的另一方面，提供了上述环氧导电银胶的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、按质量百分比将环氧树脂、稀释剂、触变剂、石墨烯、固化剂、固化促进剂、消泡剂和偶联剂添加到均质罐内，放入均质机中，以1000-2000rpm的速度进行真空均质2-3min，得到导电胶基料；
14、s2、将导电主料和导电辅料加入导电胶基料中，放入均质机内1000-2000rpm的速度进行真空均质2-3min，得到导电胶成品。
15、本发明的有益效果：
16、1、本发明技术方案中，导电辅料中的纳米银粉被均匀地分散在聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚乙二醇共聚物基质中，聚3,4-乙烯二氧噻吩（pedot）与聚乙二醇（peg）共聚后，其长链结构能够缠绕并包覆纳米银粉，形成稳定的复合材料，增强了纳米银粉的稳定性，还提高了其与环氧树脂基体的相容性。纳米银粉作为导电主料，提供了主要的电子传输通道。其高导电性和良好的分散性确保了电流在材料中的顺畅传输。聚3,4-乙烯二氧噻吩本身具有一定的导电性，与聚乙二醇共聚后，进一步增强材料导电性能的同时，提高了复合材料的柔韧性和加工性，有助于保持导电网络的完整性。
17、2、本发明技术方案中，在环氧导电银胶中加入微量的石墨烯，可以在基体中形成有效的热传导路径，显著降低热阻，提高整体导热性。石墨烯的片层结构能够增加热传导的接触面积，使得热量能够更快速地传递。
18、3、本发明制得的环氧导电银胶具有高导电率的同时，具有良好的导热性、较低的电阻率、较强的粘结性和稳定的电学性能，能够应用于小芯片、金属框架、点胶封装工艺等高精密领域。
技术特征：
1.一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：环氧树脂2-20％、稀释剂1-10％、触变剂0.2-1％、石墨烯0.01-0.1％、固化剂1-10％、固化促进剂0.1-0.5％、导电主料70-80％、导电辅料5-10％、消泡剂0.1-2.5％和偶联剂0.1-2.5％，其中，导电主料为纳米银粉；
2.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、氢化双酚a型环氧树脂和四缩水甘油胺型环氧树脂的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，稀释剂包括十二烷基缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚和多羟基聚醚的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，触变剂包括氢化蓖麻油、聚酰胺蜡和气相二氧化硅的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，固化剂包括间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜和间苯二甲二胺的一种或多种，固化促进剂包括2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和三氟化硼-三乙胺络合物的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，消泡剂包括6201、byk-141或byk-053的一种或多种，偶联剂包括kh550、kh560的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种芯片连接用环氧导电银胶，其特征在于，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩、聚乙烯吡咯烷酮、过硫酸铵、纳米银粉和硫代硫酸钠的质量比为（6-7）：（14-15）：50：（0.7-0.9）：（10-20）：（0.5-0.8），其中纳米银粉选自导电主料。
8.如权利要求1-7任一项所述的芯片连接用环氧导电银胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明涉及导电胶材料技术领域，尤其涉及一种芯片连接用环氧导电银胶及其制备方法，按质量百分比计包括以下组分：环氧树脂2‑20％、稀释剂1‑10％、触变剂0.2‑1％、石墨烯0.01‑0.1％、固化剂1‑10％、固化促进剂0.1‑0.5％、导电主料70‑80％、导电辅料5‑10％、消泡剂0.1‑2.5％和偶联剂0.1‑2.5％。本发明制得的环氧导电银胶具有高导电率的同时，具有良好的导热性、较低的电阻率、较强的粘结性和稳定的电学性能，能够应用于小芯片、金属框架、点胶封装工艺等高精密领域。
技术研发人员：许苗苗,刘生明,余雷,张丰刚,程媛,李丹,余凌凌,俞琦,王思宇,王炎青
受保护的技术使用者：池州科成新材料开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5