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导电粘合剂

导电粘合剂主要用于电子应用,其中需要将组件固定在适当的位置,并且可以在它们之间传递电流。

根据组件之间的差距,大多数一般粘合剂(例如厌氧,氰基丙烯酸酯,环氧树脂和基于丙烯酸的粘合剂)充当电绝缘体。一些提供了改善的导热率,以帮助对电子组件和散热器的热管理,将热量引导远离敏感组件。因为在许多情况下(尤其是在使用厌氧或氰基丙烯酸酯粘合剂时),没有胶线控制,并且有效的零件正在接触(粘合剂填充在显微镜缝隙中),因此仍然可以传输一些电荷,因为有足够的金属到金属触点仍然足够发生。

电导率2

某些温度敏感的电子组件不能被焊接(因为液体焊料的强热和焊铁可能会损坏组件)。这种类型的应用要求可以使用可代替焊料的导电粘合剂。与两侧相连的组件的PCB也可以受益于使用导电粘合剂作为组装过程更容易,而当零件在顶部焊接时,组件的风险就会更容易。使用导电粘合剂进行整个电气组件,否定了经历焊料重新流动过程的要求。

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

选择可导电粘合剂时需要考虑一些重要点:

  • 电导率的水平(或体积电阻率)。
  • 粘合剂的粘度和流变学 - 它需要很好地流动还是像骄傲的滴(具有高“湿”强度)。
  • 填充粒径 - 什么是可接受或必要的?
  • 固化机制和治疗速度 - 您计划如何治愈粘合剂,例如两种组件混合物,然后室温固化或热固化 - 如果施用涉及温度敏感的组件,热疗法是否合适?粘合剂需要多快地固化?
  • 生产线的注意事项 - 吞吐量多快?该过程是完全自动化的还是手动的?粘合剂将如何分配?
  • 所需的材料的性质和所需的粘附水平 - 关节设计,必需的强度,任何差分热膨胀和收缩,导热率,玻璃过渡温度,柔韧性要求。
  • 环境服务条件 - 温度,暴露于化学物质,湿度等。
  • 测试粘合剂必须通过,例如下降测试,加速衰老测试。
  • 颜色,气味,健康和安全考虑因素,运输,存储和保质期。
  • 而且不要忘记最重要的考虑因素之一 - 成本!

导电胶的类型

导电粘合剂可以基于几种不同的化学成分:

  • 电导导电硅胶粘合剂 - 可以填充这些石墨,通常用于EMI/RFI屏蔽或抗静态系统。这些材料通常是非常高的粘度,稠度浓密,使其适合大型应用,例如垫圈或粘结 /密封大面积。电导率相当有限(因此它们不是焊料的良好替代品)。容量电阻率通常约为0.09欧姆cm。
  • 两个组件的环氧粘合剂 - 这些包含树脂和硬化剂,并且具有多种粘度(如果用导电金属填充,粘度可能会变得很高)。如果充满银,则音量电阻率可能低至0.0001欧姆∙厘米。
  • 一种成分环氧粘合剂 - 通常是加热的,因此必须注意选择不会损害敏感电子组件的治疗时间表。快速固化的冷冻环氧树脂在电子行业也很受欢迎。这些产品一旦达到室温,就需要冰箱存储并固化。这些运输和存储可能很昂贵。银填充的一部分环氧树脂可以达到与类似填充的两部分环氧树脂一样高的电导率。
  • 充满银色的聚氨酯粘合剂 - 这些粘合剂开始出现在市场上。它们是两部分的粘合剂,因此它们要么需要混合,要么像Snap-Cure环氧树脂一样被预混合并冷冻。他们提供高剥离的强度和柔韧性。由于它们填充了银,因此可以实现高水平的电导率(约为0.0001欧姆∙厘米至0.0004欧姆CM)。

开发导电粘合剂

与生活中的许多事情一样,也有一些权衡。在具有导电粘合剂的情况下,它们是:

导电粘合剂

导电填充剂可以考虑如下:

材料

电导率(1/(ωm))

成本

评论

AG(银)

6.29 x 107

很高

最好的材料,但非常昂贵。

铜(铜)

5.95 x 107

高的

当心杂质和物质力量。

Al(铝)

3.77 x 107

中等的

电导率有限。

铁(铁)

1.03 x 107

低的

粘合剂变得非常厚,沉重且难以分配。非常
电导率不佳。

粘合剂的电性能 - 术语

什么是电导率,电阻率和介电强度,如何测试,测量结果是什么意思?查看比较产品的技术数据表可能会令人困惑。使用了许多不同的测量单元,当没有人使用相同的测试方法或UOM时,很难比较竞争对手产品。因此,测试粘合剂检查适用性,而不是基于比较技术数据表的粘合剂,这始终是一个好主意。

介电强度

这与电绝缘粘合剂有关,即不能进行电力。许多盆栽和封装应用都需要具有高介电强度的环氧胶。

这是粘合剂在被破坏之前可以承受的最大电压 - 其原因也被称为“故障电压”。

标准行业测试是ASTM D-149。结果受粘附厚度和进行测试的温度的影响。比较类似的样子很重要!

在美国,介电强度通常被指定为每米(千分之一英寸)的伏特。在其他地方,它主要是v/cm(或mm或m)

转换:

1 v/m = 2.54 x 10-5v/mil
1 v/mil = 3.94 x 104v/m
1 v/m = 0.001 v/mm
1 v/mm = 1000 V/m
1 v/mm = 1 kV/m
1 kV/mm = 1000 kV/m

相比之下,不同粘合类型的典型介电强度为:

厌氧

11 kV/mm

氰基丙烯酸酯

25 kV/mm

结构丙烯酸

30-50 kV/mm

热治疗环氧树脂

在17至45 kV/mm之间

2部分环氧树脂

15至25 kV/mm

紫外可固化的粘合剂

12-30 kV/mm

介电常数

这是粘合剂存储电荷(电通量)的能力。这受到粘合剂的温度以及玻璃过渡温度(TG)的影响,因为绝缘性能在TG上方和下方变化。TG越高,在升高温度下介电性能的保留越好。绝缘环氧胶的典型值约为1 MHz约4至6。

音量电阻率

考虑到样品尺寸(因此,“体积”部分),这可以测量材料的电导率或电阻。与此相关的测试标准是旧的MIL STD-883,ASTM D2739和ASTM D257-99,这是一种测量DC电阻或绝缘材料电导率的测试方法。与体积电阻率相关的测量单位通常是欧姆∙厘米。图越低,粘合剂的电导性越多。

各向同性和各向异性与导电粘合剂有关?

各向同性导电胶在各个方向都是导电性的,非常适合模具附着,芯片粘合,附着SMD等。各向异性导电胶粘剂仅在一个方向上进行电力,因此通常用于非常敏感的电子组件,例如LED,LCD,LCD,RFIDS,RFIDS,RFIDS。

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