導(dǎo)電膠作為鉛-錫焊料替代物用于電子封裝，具有分辨率高、固化溫度相對較低、機械性能好、與大部分材料潤濕良好等優(yōu)勢，可以很好滿足電子產(chǎn)品的小型化、印刷電路板高度集成化發(fā)展趨勢。

導(dǎo)電膠種類很多，按基體組成可分為結(jié)構(gòu)型和填充型兩大類。結(jié)構(gòu)型是指作為導(dǎo)電膠基體的高分子材料本身即具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電膠；填充型是指通常膠粘劑作為基體，而依靠添加導(dǎo)電性填料使膠液具有導(dǎo)電作用的導(dǎo)電膠。其導(dǎo)電性能主要來源于導(dǎo)電填料，填料的電阻率、形狀、粒徑及其分布等直接影響導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能。

隨著芯片裝貼、表面組裝技術(shù)和覆晶技術(shù)等的發(fā)展，導(dǎo)電膠的市場需求將不斷擴大，導(dǎo)電填料必將擁有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景。目前常見的導(dǎo)電填料有：金屬類導(dǎo)電填料、碳系導(dǎo)電填料、復(fù)合材料等，下文為大家做簡單整理。

圖片來源：無錫帝科電子材料股份有限公司

①金屬系導(dǎo)電填料

常用的金屬類導(dǎo)電填料有銀（Ag）、金（Au）、鎳（Ni）、銅（Cu）和鋁（Al）等。常用作導(dǎo)電填料金屬的電阻率見下表。

常用導(dǎo)電填料的電阻率

銀。具有較高的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率、價格適中、易加工等特點，在膠中幾乎不被氧化，即使氧化生成的氧化銀仍具有導(dǎo)電性，應(yīng)用廣泛。銀雖然具有眾多優(yōu)點，是應(yīng)用最為廣泛的導(dǎo)電膠導(dǎo)電填料，但其會在電場作用下產(chǎn)生電遷移現(xiàn)象，使得導(dǎo)電性能下降，進而影響其使用壽命。

銅。銅系導(dǎo)電膠是目前運用最廣泛，最穩(wěn)定的一種，銅電阻率和銀很相近，而且價格比銀便宜，本應(yīng)是制備導(dǎo)電膠的理想導(dǎo)電填料。但是，銅的化學(xué)性質(zhì)比銀活潑，在空氣中會迅速被氧化進而表面覆上絕緣氧化物層；比表面積大越大的粉狀銅，氧化速度更快，這將使其導(dǎo)電性能迅速降低，從而限制了其應(yīng)用。

因此搞定銅的氧化膜問題是保證導(dǎo)電性的關(guān)鍵，實際上表面適當(dāng)?shù)谋砻娓男允怯杏玫模芯勘砻?/span>硅烷偶聯(lián)劑可以改善銅粉導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能及穩(wěn)定性。當(dāng)然除了使用硅烷偶聯(lián)劑對銅表面改性外，在銅表面鍍銀也是常用的防止銅氧化及降低成本的方式。此外，銅的形貌及尺寸也會影響導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能，用長徑比較大的纖維狀或類纖維狀的銅粉將有助于提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能。

其他金屬：

金。算是導(dǎo)電填料之王，以金作為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電膠導(dǎo)電性好、性能穩(wěn)定，在通常環(huán)境中基本沒有電遷移現(xiàn)象，可以在苛刻的環(huán)境中工作。但其價格較高，僅用在對可靠性要求高而芯片尺寸小的電路中，例如航天產(chǎn)業(yè)。

初中老師說：金具有賊強的電導(dǎo)率

鎳。本身的電阻率就比銀、銅、金要高，因此制備的導(dǎo)電膠電阻率會比較高，而且鎳也比較活潑，也存在溫度升高后易被氧化導(dǎo)致電阻率增加的問題，所以用鎳制備的導(dǎo)電膠不能用于高端精密電子儀器中。

低熔點共熔合金。（如Sn-Pb、Sn-In），在固化溫度下呈液態(tài)，可以流動，在導(dǎo)電填料間形成金屬鍵合，減少接觸電阻和隧穿電阻，從而降低電阻率，提高導(dǎo)電膠性能，因此也被用作導(dǎo)電填料與銀等混合后加入導(dǎo)電膠，但只有特定的金屬組合才能在導(dǎo)電膠固化溫度下形成合金鍵，使用范圍有限。

金屬是應(yīng)用最為廣泛的導(dǎo)電填料，但一直存在價格高、密度大（在樹脂基體中容易發(fā)生沉降）等問題。因此，其他導(dǎo)電填料也被人們關(guān)注及研究開發(fā)。

2、碳系導(dǎo)電填料

炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管以及石墨烯近年來也被用作導(dǎo)電填料，用于導(dǎo)電膠。炭黑的導(dǎo)電性比較好，價格低，但加工困難限制了其廣泛應(yīng)用。導(dǎo)電石墨的導(dǎo)電性千差萬別，且難粉碎、難分散，因此也難廣泛應(yīng)用。導(dǎo)電碳纖維的導(dǎo)電能力介于炭黑和石墨之間，但是在制備復(fù)合型材料時很難保持加工前后纖維的性能一致性，即在加工過程中碳纖維容易受到一定的損傷，加工比較困難。

碳納米管及石墨烯因其獨特的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的電學(xué)性能及力學(xué)性能，近年來被很多研究人員引入導(dǎo)電填料領(lǐng)域，以改善導(dǎo)電膠的綜合性能。

3、復(fù)合材料類導(dǎo)電填料

碳材料的導(dǎo)電性能不如金屬，但其具有優(yōu)異的力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)特性，可以改善導(dǎo)電膠的綜合性能。用金屬修飾碳材料以改善碳材料導(dǎo)電性，用作導(dǎo)電填料也被廣泛研究，如用銀修飾碳納米管、銀修飾石墨烯等。

除了碳材料和金屬復(fù)合，也有研究者采用金屬和玻璃微珠、玻璃纖維、有機顆粒等復(fù)合作為導(dǎo)電填料，例如研究人員在云母粉、玻璃微珠、玻璃纖維等基材上化學(xué)鍍銀制備復(fù)合填料。

除了化學(xué)直接鍍金屬，近年來通過生物黏附材料在基材上黏附金屬離子，再進行還原制備表面具有金屬覆層的復(fù)合填料也被廣泛研究。例如，研究人員通過多巴胺功能化，在聚苯乙烯微球表面鍍金及接枝環(huán)氧乙烯基樹脂層和玻璃微珠表面鍍銀，制備導(dǎo)電填料。

參考資料：

1、導(dǎo)電膠用導(dǎo)電填料的研究進展；廣東省石油與精細化工研究院；蘇瑜，戴永強，廖兵，麥裕良，高敏，張磊。

編輯：Alpha