[go: up one dir, main page]

RU2612717C2 - Токопроводящая клеевая композиция - Google Patents

Токопроводящая клеевая композиция Download PDF

Info

Publication number
RU2612717C2
RU2612717C2 RU2015124598A RU2015124598A RU2612717C2 RU 2612717 C2 RU2612717 C2 RU 2612717C2 RU 2015124598 A RU2015124598 A RU 2015124598A RU 2015124598 A RU2015124598 A RU 2015124598A RU 2612717 C2 RU2612717 C2 RU 2612717C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass
carbon nanotubes
coated
components
adhesive composition
Prior art date
Application number
RU2015124598A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015124598A (ru
Inventor
Александр Андреевич Иванов
Василий Иванович Туев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Priority to RU2015124598A priority Critical patent/RU2612717C2/ru
Publication of RU2015124598A publication Critical patent/RU2015124598A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2612717C2 publication Critical patent/RU2612717C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к токопроводящим полимерным композиционным материалам, а также к клеям и пастам, изготовленным из них. Композиция содержит пластификатор, металлосодержащие компоненты наноразмерных порошков никеля и кобальта, покрытых углеродными нанотрубками. Токопроводящая клеевая композиция на основе органического связующего и нано- и микропорошка серебра дополнительно содержит глицерин и/или дибутилфталат, наноразмерные порошки никеля и кобальта, покрытые углеродными нанотрубками с заданным соотношением компонентов, с последующим механохимическим смешением с одновременной ультразвуковой обработкой, способствующей деагломерированию частиц наполнителей. Изобретение позволяет уменьшить температуру спекания материала, увеличить значение теплопроводности, уменьшить значение удельного объемного электрического сопротивления. 2 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к токопроводящим полимерным композициям для использования в электронной технике и может быть использовано для формирования токопроводящих топологий печатными методами, посадки кристаллов в полупроводниковых приборах на плату и в качестве рабочего электрода для электроэрозионной обработки металлических поверхностей.
В связи с развитием технологий аддитивной печати в области электроники и автоматизации сборочных процессов полупроводниковых приборов, а также в области электроэрозионной обработки металлических поверхностей, широкий интерес представляет разработка токопроводящих клеевых композиций. Так, известны работы различных отечественных и зарубежных компаний в этой области [1-4].
Известно техническое решение "Электропроводящая паста" по патенту ФГУП "НИИ "ВОЛГА" RU 2389095 (2010 г. ) [5], который раскрывает технологию получения толстопленочных структур методом трафаретной печати. Известный способ может быть использован в электронной технике при производстве электронных схем и индикаторных приборов. Технический результат - разработка электропроводящей пасты для формирования проводящих дорожек методом трафаретной печати с высоким разрешением, имеющей температуру спекания не выше 300°С. Достигается это тем, что в электропроводящей пасте, содержащей органическое связующее и неорганическую составляющую, в качестве неорганической составляющей содержится стабилизированный нанодисперсный порошок серебра с размерами частиц в диапазоне 20-50 нм и мелкодисперсный порошок серебра с размерами частиц в диапазоне 1-5 мкм при следующем соотношении компонентов, масс. %: органическое связующее - 20-40; мелкодисперсный порошок серебра - 60-85; нанодисперсный порошок серебра - 10-20.
Недостатками аналога [5] являются: высокая температура спекания, невозможность использования пасты для посадки кристаллов в полупроводниковых приборах.
Наиболее близкой к заявляемой является токопроводящая клеевая композиция по патенту ФГУП НПП "Исток" RU 2412972 (2011 г. ) [6], содержащая связующее на основе модифицированной эпоксидной смолы и ее разбавителя, отвердитель и металлический наполнитель - порошок серебра. Связующее представляет собой эпоксиноволачную смолу, а ее разбавитель - диглицидиловый эфир, отвердитель представляет собой продукт взаимодействия аминофенола с непредельными органическими кислотами, металлический наполнитель выполнен в виде порошка нанодисперсного серебра, при этом композиция дополнительно содержит смесь из аппретирующей добавки и растекателя, и растворитель из группы простых эфиров полигликолей при следующем соотношении компонентов (мас.ч.): эпоксиноволачная смола - 2,2-1,4; диглицидиловый эфир - 0,7-0,3; продукт взаимодействия аминофенола с непредельными органическими кислотами 2,9-1,7; порошок нанодисперсного серебра - 72,0-82,0; смесь органофеноксисилоксана и органофеноксисилана при соотношении 1:1 - 2,2-2,6; растворитель из группы простых эфиров полигликолей - остальное. Растворитель из группы простых эфиров полигликолей может представлять собой, например, бутилкарбитол.
Недостатками прототипа являются: большое число компонентов, что усложняет процесс приготовления композиции. Содержание наполнителя в количестве 72-82% приводит к удорожанию конечного продукта. Теплостойкость до 400°С не позволяет использовать композицию в устройствах и изделиях специального применения с высокими рабочими температурами.
Задачами, на достижение которых направлено заявляемое техническое решение, являются: уменьшение количества металлического наполнителя, снижение температуры спекания, уменьшение числа компонентов, увеличение коэффициента теплопроводности, снижение удельного объемного электрического сопротивления.
Это достигается тем, что в токопроводящей клеевой композиции, содержащей органическое связующее, растворитель, отвердитель и металлический наполнитель - нанодисперсный порошок серебра, в качестве органического связующего используется продукт сополимеризации винилхлорида с малеиновым ангидридом - (10-20 масс. %), в качестве отвердителя используется поливинилацетат (1.5-5 масс. %); в качестве растворителя - циклогексанол (2-5 масс. %), в качестве металлического наполнителя - порошок серебра с размерами частиц в диапазоне 3-100 нм (50-60 масс. %) и мелкодисперсный порошок серебра с размерами частиц в диапазоне - 0,2-1 мкм (2-9 масс. %), дополнительно вводятся пластификатор, металлосодержащие компоненты наноразмерных порошков никеля и кобальта, покрытых углеродными нанотрубками, причем в качестве пластификатора используется глицерин и/или дибутилфталат (1-3 масс. %), металлосодержащие компоненты наноразмерных порошков никеля и кобальта покрыты углеродными нанотрубками, при соотношении компонентов: наноразмерный порошок никеля, покрытый углеродными нанотрубками (2-5 масс. %), наноразмерный порошок кобальта, покрытый углеродными нанотрубками (3-6 масс. %), и приготовленную смесь гомогенизируют, используя механохимическую обработку с одновременной ультразвуковой обработкой.
Решение поставленной технической задачи в части уменьшения температуры спекания обеспечивается исключением из композиции компонентов с высокой температурой плавления, за счет использования полученных методом электроимпульсного диспергирования серебряных гранул в водном растворе нано- и микропорошков серебра и синтезированных связующих материалов. Уменьшение количества наполнителя реализовано за счет достижения в композиции перколяционного эффекта, когда за счет контактирования и распределения частиц металлического наполнителя в композиции образуются непрерывные токопроводящие области. Это обеспечивает после смешения компонентов и нанесения композиции на подложку (различные по химической природе основания) распределение частиц нано- и микроразмерных порошков в оптимальном количестве, которое позволяет достигать высоких значений теплопроводности и низких значений удельного объемного электрического сопротивления.
Уменьшение количества компонентов достигается за счет использования органического связующего, имеющего высокую адгезионную и когезионную прочность.
Предлагаемая токопроводящая клеевая композиция отжигается при температурах, не превышающих 200°C, что позволяет использовать более широкий круг подложек в том числе из органических материалов. При этом следует отметить, что использование сополимера винилхлорид-малеиновый ангидрид, отвердителя поливинилацетата, растворителя циклогексанола и пластификатора глицерин и/или дибутилфталата улучшает адгезионные свойства токопроводящей композиции.
Пример №1 практической реализации
Токопроводящая клеевая композиция составлялась из следующего соотношения компонентов (мас. %):
- наноразмерный порошок серебра - 60,
- микроразмерный порошок серебра - 9,
- наноразмерный порошок никеля покрытый углеродными нанотрубками - 2,5
- наноразмерный порошок кобальта покрытый углеродными нанотрубками - 3,5
- органическое связующее - 20 (винилхлорид-малеиновый ангидрид, сокр. ВХ-МА)),
- отвердитель (поливинилацетат) - 2,
- растворитель (циклогексанол) - 2,
- пластификатор (глицерин и/или дибутилфиалат) - 1.
Исходные компоненты взвешиваются согласно соотношению и перемешиваются в специальной установке типа УКМ (механохимическое смешение с одновременной ультразвуковой обработкой, способствующей деагломерированию частиц наполнителей) в течение 15-20 мин. Для выполнения токопроводящей топологии на диэлектрическую подложку наносится приготовленная композиция методом трафаретной печати. Для использования композиции в электронике, наносятся небольшие количества композиции на основания и затем приклеивается необходимый компонент. Далее осуществляется процесс сушки на открытом воздухе при нормальных условиях (25°C) в течение 5-10 мин, а потом - процесс отжига нанесенных на подложку топологий или приклеенных компонентов электроники на любое другое основание, в сушильном шкафу при температуре 200°C 8-10 мин. Температуру отжига можно понизить за счет увеличения времени процесса сушки на открытом воздухе при нормальных условиях. Полученные токопроводящие топологии имеют низкое значение удельного объемного электрического сопротивления - 3,1⋅10-8 Ом×м и высокое значение теплопроводности - 199,93 Вт/м×K. Слой проводника на печатных платах может быть получен после термообработки толщиной 0,03 мкм и выше.
Экспериментально измеренные значения удельного электрического сопротивления и теплопроводности полимерной композиции приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Figure 00000001
Figure 00000002
Использованные источники информации
1. Патент РФ №2308105, МПК Н01В 3/40, C09J 163/10, приоритет 2005.12.27, опубл. 2007.10.10.
2. Патент РФ №2058361, МПК6 C09J 9/02, C09J 163/00, приоритет 1993.09.14, опубл. 1996.04.20.
3. Патент РФ №2246519, МПК7 C09J 9/00, C09J 9/02, приоритет 21.04.2003, опубл. 20.02.2005, бюл. 5.
4. U.S. Patent N6265471.
5. Патент РФ №2389095, МПК6 Н01В 1/22, приоритет 25.03.2008, опубл. 10.05.2010.
6. Патент РФ №2412972, МПК6 C09J 9/00, C09J 9/02, C09J 163/00, C09J 163/04, C08K 3/22, приоритет 11.01.2009, опубл. 20.07.2010. - Прототип.

Claims (1)

  1. Токопроводящая клеевая композиция, содержащая органическое связующее, растворитель, отвердитель и металлический наполнитель - нанодисперсный порошок серебра, отличающаяся тем, что в качестве органического связующего содержит продукт сополимеризации винилхлорида с малеиновым ангидридом - 10-20 масс. %, в качестве отвердителя содержит поливинилацетат 1.5-5 масс. %; в качестве растворителя - циклогексанол 2-5 масс. %, в качестве пластификатора содержит глицерин и/или дибутилфталат 1-3 масс. %, в качестве металлического наполнителя содержит порошок серебра с размерами частиц в диапазоне 3-100 нм 50-60 масс. % и мелкодисперсный порошок серебра с размерами частиц в диапазоне 0,2-1 мкм 2-9 масс. %, в качестве металлосодержащих компонентов содержит наноразмерные порошки никеля и кобальта, покрытые углеродными нанотрубками, при соотношении компонентов: наноразмерный порошок никеля, покрытый углеродными нанотрубками 2-5 масс. %, наноразмерный порошок кобальта, покрытый углеродными нанотрубками 3-6 масс. %, и приготовленная токопроводящая клеевая композиция подвержена гомогенизации.
RU2015124598A 2015-06-23 2015-06-23 Токопроводящая клеевая композиция RU2612717C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124598A RU2612717C2 (ru) 2015-06-23 2015-06-23 Токопроводящая клеевая композиция

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015124598A RU2612717C2 (ru) 2015-06-23 2015-06-23 Токопроводящая клеевая композиция

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015124598A RU2015124598A (ru) 2017-01-10
RU2612717C2 true RU2612717C2 (ru) 2017-03-13

Family

ID=57955632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015124598A RU2612717C2 (ru) 2015-06-23 2015-06-23 Токопроводящая клеевая композиция

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2612717C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058361C1 (ru) * 1993-09-14 1996-04-20 Сергей Борисович Алаев Токопроводящая клеевая композиция
CN1632032A (zh) * 2004-11-11 2005-06-29 宁波晶鑫电子材料有限公司 单组分室温固化柔弹性环氧导电银胶
RU2308105C1 (ru) * 2005-12-27 2007-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Токопроводящая клеевая композиция
RU2412972C2 (ru) * 2009-01-11 2011-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Токопроводящая клеевая композиция

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058361C1 (ru) * 1993-09-14 1996-04-20 Сергей Борисович Алаев Токопроводящая клеевая композиция
CN1632032A (zh) * 2004-11-11 2005-06-29 宁波晶鑫电子材料有限公司 单组分室温固化柔弹性环氧导电银胶
RU2308105C1 (ru) * 2005-12-27 2007-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Токопроводящая клеевая композиция
RU2412972C2 (ru) * 2009-01-11 2011-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Токопроводящая клеевая композиция

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015124598A (ru) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6491753B2 (ja) 低温焼結性に優れる金属ペースト及び該金属ペーストの製造方法
CN105264614B (zh) 聚合物厚膜铜导体组合物的光子烧结
Wen et al. Synthesis of polypyrrole nanoparticles and their applications in electrically conductive adhesives for improving conductivity
JP4936142B2 (ja) 導電性ペースト組成物及び電子回路並びに電子部品
JPWO2013161966A1 (ja) 導電性組成物
KR20140002725A (ko) 은 코트 구리분 및 그의 제조법, 은 코트 구리분을 함유하는 도전성 페이스트, 도전성 접착제, 도전성 막 및 전기 회로
KR20180059490A (ko) 도전성 페이스트 및 도전막
CN104619803B (zh) 导电性粘接剂
TW201424887A (zh) 混銀銅粉及其製造法、含有該混銀銅粉之導電性糊料、導電性接著劑、導電性膜、及電路
CN105874542B (zh) 导电性浆料和导电性薄膜
JP6018476B2 (ja) 熱硬化型導電性ペースト
TW201709225A (zh) 用於低溫導電應用的核-殼抗氧化導電顆粒
CN107622809A (zh) 一种铜电极浆料及其制备方法
JP6562196B2 (ja) 銅微粒子焼結体と導電性基板の製造方法
KR101140270B1 (ko) 전도성 은나노입자 조성물 및 잉크와 그 제조방법
KR20120004122A (ko) 전도성 페이스트 및 이를 이용한 전극
RU2612717C2 (ru) Токопроводящая клеевая композиция
CN105764168A (zh) 一种汽车后挡风玻璃加热线银浆及其制备方法
CN103219065B (zh) 一种基于碳纳米管-纳米铜粉的环保型导电浆料
KR101789037B1 (ko) 그라파이트를 포함하는 전극형성용 금속 페이스트 조성물 및 이를 이용한 은-그라파이트 복합체 전극
EP3170188B1 (en) Polymer thick film silver conductor with inverted cure profile behavior
JP6247015B2 (ja) ポリマー型導電性ペースト、及びポリマー型導電性ペーストを用いた電極の製造方法
KR101088631B1 (ko) 비아 페이스트 조성물
CN103722864B (zh) 用于电子装置中的聚合物厚膜导体组合物
JP5692295B2 (ja) 太陽電池セルの集電極の形成方法及び該太陽電池セルを備えた太陽電池モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180624