导电胶,导电胶分类

按树脂基体分类：热塑性导电胶和热固性导电胶。热塑性导电胶的基体树脂分子链很长，且支链少，在高温下固化时流动性较好，可重复使用。而热固性导电胶的基体材料较初是单体或预聚合物，在固化过程中发生聚合反应，高分子链连接形成交联的三维网状结构，高温下不易流动。

按导电机理分类：本征导电胶和复合导电胶。本征导电胶是指分子结构本身具有导电功能的共扼聚合物，这类材料电阻率较高，导电稳定性及重复性较差，成本也较高，故很少研究。复合导电胶是指在有机聚合物基体中添加导电填料，从而使其具有与金属相近的导电性能，目前的研究主要集中在这一块。

按照导电方向分类：导电胶可分为各向同性导电胶（iso⁃tropic conductive adhesives，ICAs）和各向异性导电胶（anisotropic conductive adhesives，ACAs）。ICAs在各方向的导电性能相同，而ACAs只允许在某一特定方向导电。通常，各向异性导电胶的导电填料的尺寸大小为 3-5 μm，而各向同性导电胶的导电填料尺寸大小为 1-10 μm。两者导电胶的主要区别在于渗流阈值的差异，各向异性导电胶（约5-20%）的导电填料体积分数低于各向同性导电胶（约20-35%）。

按照导电填料分类：常用的金属类导电填料有银（Ag）、金（Au）、镍（Ni）、铜（Cu）和铝（Al）等。其中银和铜是研究较多的。

1.银系导电胶

银具有较高的导电率和导热率、价格适中、易加工等特点，在胶中几乎不被氧化，即使氧化生成的氧化银仍具有导电性，应用广泛。

银粉形状与导电胶电阻率的关系

用银纳米棒作为导电填料的导电胶渗流阈值较小，在相同添加量的情况下电阻率较小，其次是片状银粉和颗粒状银粉。但由于价格昂贵，因此限制了其应用。市售导电银胶主要使用的是微米级片状银作为导电填料。

片状银粉粒径与导电胶电阻率的关系

在微米尺寸上，片状银粉粒径越大，导电胶电阻率越低。为增加导电填料间的相互接触，提高导电胶导电性能，添加少量球状银粉和片状银粉共混制备导电胶，发现导电胶的导电性能有所提高。

此外，与传统的微米银结构相比，纳米结构具有更高的比表面积、更低的熔点，可以增加填料之间的接触，因此纳米银也被用作导电填料引入了导电胶。

银虽然具有众多优点，是应用较为广泛的导电胶导电填料，但其会在电场作用下产生电迁移现象，使得导电性能下降，进而影响其使用寿命。

2.铜系导电胶

铜的导电性和银很相近，价格比银便宜，但其化学性质比银活泼，在空气中会迅速被氧化，在其表面形成氧化物层，使其导电性能迅速降低，甚至不导电，从而限制了其应用。

3. 其他金属系导电胶

金导电性好、性能稳定、基本没有电迁移现象，但其价格较高，仅用在对可靠性要求高而芯片尺寸小的电路中。镍电阻率就比银、铜、金要高，且性质也比较活泼，易被氧化导致电阻率增加的问题。低熔点共熔合金（如 Sn-Pb、Sn-In）固化温度下呈液态，可以流动，在导电填料间形成金属键合，减少接触电阻和隧穿电阻，提高导电胶导电性能，因此也被用作导电填料与银等混合后加入导电胶。但低熔点共熔合金种类有限，只有特定的金属组合才能在导电胶固化温度下形成合金键，这限制了其应用。

4. 碳系导电胶

炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯也被用于导电胶。虽然这些碳材料导电性能好、机械性能好、价格便宜，是比较理想的选择，但是这些材料在制备上存在或多或少的困难，也限制了其应用。碳系导电填料，尤其是碳纳米管和石墨烯，具有优异的性能，与银粉混合作为导电填料可以改善导电胶的导电性及机械性能，但其本身分散性及导电性能相对较差，因此应用也受到一定限制。

5. 复合材料系导电胶

碳材料的导电性不及金银铜，因此，将金属填料与无机填料综合运用，如在碳纳米管表面镀银、将微米银片和微米银球及酸化单壁碳纳米管混合等新型导电填料。