一种低熔点导电膏及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低熔点导电膏及其制备方法，由导电填料、粘结剂、固化剂、助剂和有机溶剂组成，其特征在于，导电填料为金属粉末，金属粉末包括金属颗粒，金属颗粒包括心部金属以及包覆于心部金属表面的外部金属层，外部金属层的最低熔点低于粘结剂的固化温度；外部金属层的金属层数为1

【技术实现步骤摘要】
一种低熔点导电膏及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导电涂料
，尤其涉及一种低熔点导电膏及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子产品轻薄化的趋势，元器件在基板(如印制电路板)上的安装及配线要求也随之提高。导电膏作为提高电子元器件与基板高密度电连接可靠性以及确保通孔导电性的重要手段，要求在回流焊工序中保持良好的物理强度、耐温、耐湿且维持元器件与基材牢固的密合性以及导电稳定性。导电膏使用在电子元器件后，通常会在被连接金属间形成一金属间化合物(IMC)层。现有导电膏常用的导电填料包括铜颗粒、银颗粒、金颗粒、镍颗粒等。这些单一金属颗粒虽然可以用于提高导电性，但是IMC增长速度很难控制，使得IMC层过厚，容易导致在加压时容易产生裂纹、破裂及大幅度变形等情况。因此，可能导致断路或短路，不能确保密合性及产品最终的良品率。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能够有效控制IMC层生长速度的低熔点导电膏及其制备方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种低熔点导电膏，由导电填料、粘结剂、固化剂、助剂和有机溶剂组成，所述导电填料为金属粉末，所述金属粉末包括金属颗粒，所述金属颗粒包括心部金属以及包覆于所述心部金属表面的外部金属层，所述外部金属层的最低熔点低于所述粘结剂的固化温度；所述外部金属层的金属层数为1
‑
5层，所述心部金属的材质为Cu或Ni，所述外部金属层的材质为Zn、Ni、Cr、Ag、Sb、In、Bi或Sn中的一种或多种；所述导电填料在所述低熔点导电膏中的质量分数为50
‑
99wt％，所述外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数为10
‑
99.5wt％。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供一种用于制备上述低熔点导电膏的制备方法，具体包括以下步骤，获取Cu或Ni材质的心部金属，通过化学镀覆、电镀、溅镀或真空蒸镀的方式在所述心部金属上形成外部金属层，得到金属颗粒；将得到的所述金属颗粒与其他导电粉末混合得到金属粉末，以所述金属粉末作为导电填料与粘结剂、固化剂、助剂和有机溶剂通过混合机混合得到所述低熔点导电膏。
[0006]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的低熔点导电膏及其制备方法能够有效地控制IMC层生长的速度，在心部金属的外层形成外部金属层，使得心部金属被均匀且致密地包裹，限制了心部金属的位置和分布；通过调整外部金属层的金属层数、外部金属层各层金属的材质、外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数以及导电填料在低熔点导电膏中的质量分数对IMC层的生长速度进行控制；并且外部金属层的最低熔点低于粘结剂的固化温度，确保了金属颗粒在粘结剂固化前被熔化，使得金属粉末熔结，形成完整的导电通路，同时能够提高基体与电子元器件之间的结合力，有效提高了本低熔点导电膏使用过程中的可靠性。
附图说明
[0007]图1为本专利技术实施例一的低熔点导电膏的金属颗粒的截面结构示意图。
[0008]标号说明：
[0009]1、心部金属；2、第一金属层；3、第二金属层；4、第三金属层；5、第四金属层。
具体实施方式
[0010]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0011]请参照图1，一种低熔点导电膏，由导电填料、粘结剂、固化剂、助剂和有机溶剂组成，所述导电填料为金属粉末，所述金属粉末包括金属颗粒，所述金属颗粒包括心部金属1以及包覆于所述心部金属1表面的外部金属层，所述外部金属层的最低熔点低于所述粘结剂的固化温度；所述外部金属层的金属层数为1
‑
5层，所述心部金属1的材质为Cu或Ni，所述外部金属层的材质为Zn、Ni、Cr、Ag、Sb、In、Bi或Sn中的一种或多种；所述导电填料在所述低熔点导电膏中的质量分数为50
‑
99wt％，所述外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数为10
‑
99.5wt％。
[0012]需要说明的是，现有技术中虽然也存在通过在金属颗粒上涂覆贵重金属层以提升导电膏的导电性能，但贵重金属的用料成本较高，不具有普及价值；而本专利技术提供的低熔点导电膏具有可靠的导电性能的同时还具备优异的抗氧化性能，通过调节外部金属层的金属层数、外部金属层各层金属的材质、外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数以及导电填料在低熔点导电膏中的质量分数对IMC层的生长速度进行控制，用料成本更低，适用范围更广。
[0013]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：在心部金属1的外层形成外部金属层，使得心部金属1被均匀且致密地包裹，限制了心部金属1的位置和分布；通过调整外部金属层的金属层数、外部金属层各层金属的材质、外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数以及导电填料在低熔点导电膏中的质量分数对IMC层的生长速度进行控制；并且外部金属层的最低熔点低于粘结剂的固化温度，确保了金属颗粒在粘结剂固化前被熔化，使得金属粉末熔结，形成完整的导电通路，同时能够提高基体与电子元器件之间的结合力，有效提高了本低熔点导电膏使用过程中的可靠性。
[0014]进一步的，所述粘结剂在所述低熔点导电膏中的质量分数为5
‑
50wt％，所述粘结剂为热塑性树脂和/或热固性树脂。
[0015]由上述描述可知，可根据实际的应用需求对所述粘结剂的种类进行设置，为确保所述低熔点导电膏的加工性能，设置所述粘结剂在所述低熔点导电膏中的质量分数为5
‑
50wt％。
[0016]进一步的，所述热固性树脂包括环氧树脂、热固性丙烯酸树脂、有机硅树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚酰亚胺树脂和脲醛树脂中的一种或多种；所述热塑性树脂包括热塑性丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚乙烯基醚树脂，聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚乙酸乙烯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂和甲基丙烯酸类树脂中的一种或多种。
[0017]进一步的，所述固化剂为胺类或酸类有机物，具体的，所述固化剂可以是间苯二
胺、三聚氯化磷胺、三亚乙基四胺、间二甲苯二胺、顺丁烯二酸酐、领苯二酸酐、甲基四氢苯二酸酐、六氢邻苯二甲酸酐。
[0018]进一步的，所述助剂在所述低熔点导电膏中的质量分数为0
‑
10wt％，所述助剂包括固化促进剂、抗腐蚀剂、阻燃剂、助熔剂、流平剂消泡剂、偶联剂、抗沉降剂和颜料中的一种或多种。
[0019]进一步的，所述有机溶剂可以是乙醇、丙酮、甲基丙烯酸甲酯、醋酸丁酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、丁醇、N,N
‑
二甲基乙酰胺、乙二醇单甲基醚、乙二醇、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、醋酸乙烯酯、甲基异丁酮、环己酮、4
‑
羟基
‑4‑
甲基
‑2‑
戊酮、环己醇和二乙二醇中的一种或多种。
[0020]进一步的，所述助剂在所述低熔点导电膏中的质量分数为0...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低熔点导电膏，由导电填料、粘结剂、固化剂、助剂和有机溶剂组成，其特征在于，所述导电填料为金属粉末，所述金属粉末包括金属颗粒，所述金属颗粒包括心部金属以及包覆于所述心部金属表面的外部金属层，所述外部金属层的最低熔点低于所述粘结剂的固化温度；所述外部金属层的金属层数为1
‑
5层，所述心部金属的材质为Cu或Ni，所述外部金属层的材质为Zn、Ni、Cr、Ag、Sb、In、Bi或Sn中的一种或多种；所述导电填料在所述低熔点导电膏中的质量分数为50
‑
99wt％，所述外部金属层在所述金属颗粒中的质量分数为10
‑
99.5wt％。2.根据权利要求1所述的低熔点导电膏，其特征在于，所述粘结剂在所述低熔点导电膏中的质量分数为5
‑
50wt％，所述粘结剂为热塑性树脂和/或热固性树脂。3.根据权利要求1所述的低熔点导电膏，其特征在于，所述固化剂为胺类或酸类有机物。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雪薇，刘开煌，虞成城，
申请(专利权)人：深圳市信维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：