用于电容器的导电粘合剂及相关电容器制造技术

本发明专利技术提供了用于电容器的新型导电粘合剂，以及使用所述导电粘合剂的电容器。本发明专利技术的导电粘合剂包含环氧树脂、环氧树脂固化剂、金属银粉和非金属镀银颗粒；或者包含乙烯基树脂、过氧化物引发剂、金属银粉和非金属镀银颗粒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于电容器的导电粘合剂，还涉及使用所述导电粘合剂的电容器。
技术介绍
导电粘合剂可广泛用于在较低的温度或常温下对元器件进行焊接。相比于传统的锡焊和使用含铅焊料，使用导电粘合剂具有操作方便、设备简单、污染小等优点。导电粘接剂主要是由导电填料、树脂、固化剂和添加剂所组成。对于用于电容器的导电粘合剂，粘合性能、导电性和可靠性(包括湿热稳定性)是至关重要的。另外，如何在保证这些关键性能的前提下，降低导电粘合剂的成本，并由此降低电容器的生产成本也是业界普遍关注的。目前市售的用于电容器的导电粘合剂主要是使用银粉的导电粘合剂。银包铜导电粘合剂是目前除使用银粉的导电粘合剂外研究得最多的导电粘合剂。使用银粉的导电粘合剂(俗称银胶)能实现稳定粘接，有效地降低了电解电容器的等效串联电阻，而且性能稳定。但是，国际银价长期居高不下，以目前银价29$/Toz计，纯银导电填料的成本大概是1000$/kg。由此造成银胶价格高昂，导致使用银胶制得的电容器由于成本太高而没有竞争优势。至于银包铜填料，虽然其降低了导电粘合剂的成本，但是受电镀技术的限制，铜粉表面很难用银完全覆盖，而裸露的铜化学性质非常活泼，很容易被氧化成氧化铜，从而导致导电粘合剂的导电导热性能急剧下降，使得其实际应用受到严重影响。截止目前，尚无在电容器领域使用非金属镀银填料制备导电粘合剂的报道。即便同为电子工业用导电粘合剂，由于其应用的具体环境不同，导电粘合剂的配方以及制备过程往往也大不相同。因此，有必要开发一种适用于电容器的导电粘合剂。这样的粘合剂应具备优异的粘接性能、导电性和包括湿热稳定性在内的可靠性，而且成本低廉。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了用于电容器的新型导电粘合剂。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于电容器的导电粘合剂，其包含10 60重量％的环氧树脂；0. 5 6重量％的环氧树脂固化剂；0 60重量％的银粉颗粒；和15 50重量％的非金属镀银颗粒。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于电容器的导电粘合剂，其包含10 40重量％的乙烯基树脂；0 2重量％的过氧化物引发剂；0 60重量％的银粉颗粒；和15 50重量％的非金属镀银颗粒。在本专利技术中，非金属镀银颗粒中的非金属材料可以是选自玻璃、氮化硼、碳酸钙、碳黑、碳纤维、氧化铝和聚合物材料中 的一种或多种。由本专利技术提供的导电粘合剂不仅导电性能优异，而且在湿热环境下具有高稳定性。本专利技术导电粘合剂还具有容易制备，方便使用，且成本低廉的优点。本专利技术还提供了使用上述导电粘合剂的电容器，所述电容器至少在其部分元件之间使用了所述导电粘合剂。本专利技术的使用上述导电粘合剂的电容器包括铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。参考以下说明、实施例及随附的权利要求书，本专利技术的各种其它特征、方面和优点会变得更显而易见。具体实施例方式除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员通常理解的相同的含义。若存在矛盾，则以本申请提供的定义为准。 除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。本专利技术详述如下。在本专利技术的说明书和/或权利要求书中，“电容器”是指由两个电极及其间的介电材料构成的储存电荷和电能的器件。电容器是组成电子电路的主要元件，常简称为电容，广泛应用于隔直流、去耦、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。在电容器行业，导电粘合剂(导电胶)被用于粘结各种组成元件，例如用于将涂覆的阳极接到引线框上。对于用于这一目的的导电胶，粘合性能、导电性和可靠性是三个关键的性能。除了这三个关键的性能外，另一个重要的考虑方面就是成本。在固体电容器中，以固体钽电解电容器为例，钽块在成本中所占的比例是最高的，除此之外就数导电粘合剂和导电涂料的成本高了。然而，由于钽块不可替代的单一构成和国际统一的金属价格，降低钽块的成本是困难的。因此，降低钽电容器的努力更多地集中在导电涂料和导电粘合剂上。就降低粘合剂的成本而言又有多种选择。比如，使用低成本的导电填料来代替传统的银导电剂。这些低成本的填料包括石墨、银包裹的颗粒(例如银包铜、银包铝、银包云母、银包玻璃、银包氮化硼等等)。这些导电填料的价格是银价的10%-80%。再比如，可以降低粘合剂的密度，因为粘合剂的消耗是以体积计的。除此之外，考虑到电容器可能被用于各种复杂环境中，用于电容的导电粘合剂还必须满足包括湿热稳定性在内的可靠性要求。针对现有导电胶存在的种种缺陷并基于对上述各种因素的考虑，专利技术人配制了包含非金属镀银颗粒的导电粘合剂。与使用纯银作为导电填料相比，使用非金属镀银颗粒代替银的一个重大优势就是成本大大降低。以使用银包氮化硼颗粒和银包玻璃颗粒为例，它们比纯银要便宜很多。以目前银价29$/Toz计，那么纯银导电填料的成本大概是1000$/kg ;而银包氮化硼的价格约为750-800$/kg，比纯银导电填料便宜了 20-25% ;银包玻璃的价格约为500$/kg，比纯银导电填料便宜了 50%。银包氮化硼和银包玻璃的密度是相对较低的(通常约为3 5g/cm3，典型地对于银包氮化硼30-103，所述密度是3. 92g/cm3)，而银粉/银片的密度则约为10-llg/cm3。对于典型的银粘合剂，其密度在3. 2g/cm3至3. 6g/cm3之间；而使用银包氮化硼和银包玻璃的粘合剂的密度则通常低于2. 8g/cm3。尽管就性能而言，尤其是就导电性而言，银包氮化硼和银包玻璃不如纯银，然而本专利技术人发现最终制得的粘合剂的导电性能却可以出人意料地达到同等水平。例如，用于钽电容器的含银粘合剂的典型的体积电阻率约为O. OOlohm · Cm ;而含银包氮化硼和银包玻璃的粘合剂的典型的体积电阻率则约为O. 001 O. Olohm -cm,完全符合对电容器粘合剂的要求(< O. Iohm · cm)。氮化硼和玻璃具有超高的化学和物理稳定性以及高温耐性。这赋予了银包氮化硼和银包玻璃填料高的稳定性，如果银在填料颗粒表面涂覆得好的话。本专利技术人通过试验发现，在可靠性测试中，使用所述导电填料的粘合剂与含纯银 填料的粘合剂竟然具有同样的稳定性。针对不同的应用要求，本专利技术提供了使用两类不同的树脂体系的导电粘合剂环氧树脂导电粘合剂和双马来酰亚胺-丙烯酸酯导电粘合剂。环氧树脂导电粘合剂根据本专利技术的一个实施方案，提供了一种环氧树脂导电粘合剂，其包含10 60重量％的环氧树脂；0. 5 6重量％的环氧树脂固化剂；0 60重量％的银粉颗粒；和15 50重量％的非金属镀银颗粒。环氧树脂导电粘合剂特点是粘接性能好，树脂成本低。在本专利技术的内容中，“环氧树脂”指分子结构中含有环氧基团的高分子化合物。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定。适用于本专利技术的环氧树脂包括芳香族缩水甘油环氧树脂或脂肪族环氧树脂，例如双酚型或酚醛型环氧树脂。示例性的合适的环氧树脂例如可以是双酚A型的环氧树脂、双酚S型的环氧树脂、双酚F型的环氧树脂、苯酚-novolak型的环氧树脂、甲酚-novolak型的环氧树脂。在本专利技术的环氧树脂导电粘合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电容器的导电粘合剂，其包含：10～60重量％的环氧树脂；0.5～6重量％的环氧树脂固化剂；0～60重量％的银粉颗粒；和15～50重量％的非金属镀银颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长敬，
申请(专利权)人：爱博斯迪科化学上海有限公司，
类型：发明
国别省市：