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导电粘合剂

导电粘合剂产品主要用于电子应用,其中需要保持在适当位置,并且可以在它们之间传递电流。

根据组件之间的间隙,大多数通用粘合剂(如厌氧、氰基丙烯酸酯、环氧树脂和丙烯酸基粘合剂)充当电气绝缘体。一些提供改进的导热性,以帮助电子元件和散热器的热管理,引导热量远离敏感元件。因为在许多情况下(特别是当使用厌氧或氰基丙烯酸酯粘合剂时),没有胶水线控制,有效地部件接触(粘合剂填充在微小的缝隙中),一些电荷仍然可以转移,因为仍然有足够的金属与金属接触。

电导率2

某些对温度敏感的电子元件不能焊接(因为液体焊料和烙铁的高温会对元件造成损坏)。这种类型的应用需要一种可用于代替焊料的导电粘合剂。使用导电胶粘剂也可以使两侧的pcb组件受益,因为当组件在顶部焊接时,组装过程更容易,不会有组件从底部脱落的风险。在整个电气组件中使用导电粘合剂就不需要进行焊料回流工艺。

Applications for electrically conductive adhesives aren’t just limited to bonding components onto PCBs or die attach, they can be very useful for other electronic applications where substrates are temperature sensitive – such as for touch-panels, LCD displays, coating and bonding RFID chips, and mounting LEDs. Solar cells also use adhesives instead of solder as there is less warpage and damage to the sensitive wafers that make up solar cells.

选择导电粘合剂

选择导电粘合剂时,存在一些重要的点:

  • 电导率(或体积电阻率)的水平。
  • 粘合剂的粘度和流变学 - 是否需要流畅,或者作为骄傲的下降(具有高“湿”强度)。
  • 填充粒径 - 什么是可接受的或必要的?
  • 固化机制和固化速度 - 你如何计划治愈粘合剂。两种组分混合物,然后室温固化,或热固化 - 如果应用涉及温度敏感的组分,则是一种热固化吗?粘合剂有多迅速治愈?
  • 生产线注意事项 - 吞吐量有多快?该过程是否全自动或手动?胶粘剂将如何分配?
  • 材料的性质是粘合和粘合水平所需 - 联合设计,强度所需,任何差分热膨胀和收缩,导热系数,玻璃过渡温度,柔韧性要求。
  • 环境服务条件 - 温度,接触化学品,湿度等。
  • 试验粘合剂必须通过。跌落试验,加速老化试验。
  • 颜色、气味、健康和安全考虑因素、运输、储存和保质期。
  • 而不是忘记最重要的考虑之一 - 成本!

导电粘合剂的类型

导电粘合剂可以基于几种不同的化学物质:

  • 导电硅酮粘合剂-这些可以被石墨填充,通常用于电磁干扰/射频干扰屏蔽或抗静电系统。这些材料通常是非常高的粘度,厚稠度使他们适合更大的应用,如垫圈或粘接/密封大面积。电导率是相当有限的(因此它们不是焊料的良好替代品)。体积电阻率一般约为0.09欧姆∙cm。
  • 双组分环氧粘合剂-这类粘合剂由树脂和固化剂组成,粘度范围广泛(如果大量填充导电金属,粘度会变得相当高)。如果填充银,体积电阻率可低至0.0001欧姆∙cm。
  • 一种组分环氧粘合剂 - 这些是通常热固化的,因此必须注意选择不损害敏感电子元件的固化时间表。Snap-Cure冷冻环氧树脂也适用于电子行业;一旦达到室温,这些产品需要冷冻储存和固化。运输和存储这些可能是昂贵的。填充的单部分环氧树脂可以实现高度作为类似填充的两部分环氧树脂的电导率。
  • 充满银的聚氨酯粘合剂-这些开始出现在市场上。它们是两部分的粘合剂,所以它们要么需要混合,要么提供预混合和冷冻,就像快速固化的环氧树脂。他们提供高剥离强度和灵活性。由于它们是充银的,可以获得高的导电性(约0.0001欧姆∙cm至0.0004欧姆∙cm)。

开发导电粘合剂

就像生活中的许多事情一样,有一些权衡。在导电粘合剂的情况下,它们是:

导电粘合剂

导电填料可以考虑如下:

材料

电导率(1 /(Ω米))

成本

评论

AG(银)

6.29 x 10.7.

非常高的

最好的材料,但非常昂贵。

铜(铜)

5.95 x 107.

谨防杂质和材料强度。

铝(铝)

3.77 x 10.7.

媒介

导电性有限。

铁(铁)

1.03 x 107.

低的

粘合剂变得非常厚,重,难以分配。非常
可怜的电导率。

粘合剂的电气性能。术语

什么是电导率、电阻率和介电强度?如何测试它们?这些测量意味着什么?查看比较产品的技术数据表会让人非常困惑。由于使用了许多不同的计量单位,当没有人使用相同的测试方法或UOM时,很难比较竞争对手的产品。因此,最好是通过测试胶粘剂来检查其适用性,而不是根据技术数据对胶粘剂进行测试。

介电强度

这属于电绝缘胶粘剂,即电流不能传导。许多灌封和封装应用需要高介电强度的环氧胶。

这是粘合剂在被破坏之前所能承受的最大电压——它也被称为“击穿电压”,其原因是显而易见的。

标准的工业测试是ASTM D-149。结果受到胶粘剂厚度和测试温度的影响。进行同类比较是很重要的!

在美国,介电强度通常用每密耳(千分之一英寸)伏特来表示。其他地方,主要是V/cm(或mm或m)

转换:

1 V/m = 2.54 x 105V /毫升
1 v / mil = 3.94 x 104.V / m
1 v / m = 0.001 v / mm
1v /mm = 1000v /m
1 V/mm = 1 kV/m
1千伏/毫米= 1000千伏/米

作为比较,不同胶粘剂类型的典型介电强度为:

厌氧

11 kV / mm

氰基丙烯酸酯

25 kV /毫米

结构丙烯酸

30-50 kV / mm

热固化环氧树脂

在17至45千伏/毫米之间

酒泉市环氧

15至25千伏/毫米

紫外光固化粘合剂

12-30 kV / mm

介电常数

这是粘合剂存储电荷(电量)的能力。这受到粘合剂的温度和玻璃化转变温度(Tg)的影响,因为绝缘性能发生在Tg上方和下方。Tg越高,升高温度下介电性能越好。绝缘环氧树脂胶水的典型值在约1MHz约为4至6。

体积电阻率

这衡量了材料的电导率或电阻,考虑到样品尺寸(因此“体积”部分)。与此相关的测试标准是旧的MIL STD-883,ASTM D2739和ASTM D257-99,其是用于测量绝缘材料直流电阻或电导的测试方法。与体积电阻率相关的测量单位通常是欧姆∙厘米。下图,粘合剂的较低图。

对于导电粘合剂而言,各向同性和各向异性意味着什么?

各向同性导电胶具有全方位的导电性,是模具粘合、芯片粘合、贴片粘合等的理想材料。各向异性导电粘合剂只在一个方向导电,所以它们经常用于非常敏感的电子元件,如led, lcd, rfid。

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