柔性印刷电路用环氧有机聚合物导体浆料应用研究

低温水浴

柔性印刷电路用环氧有机聚合物导体浆料应用研究
孟明瀚（陕西省西安市）
摘  要：阐述了柔性印刷电路用环氧有机聚合物导体浆料的导电机理，研究了不同搅拌分散时间、不同浆料粘度、不同导电项含量、不同导电粒子形状、不同导电粒子粒度对导体浆料导电性能的影响，完成了以改性环氧树脂为基料、银粉为主要导电填料的单组分低温成膜的环氧有机聚合物柔性印刷用导体浆料电性能的应用研究。
关键词：导电机理；环氧树脂；银粉
0.  前言
    随着电子工业的飞速发展，薄膜开关，柔性印刷电路的需求量也在迅猛的增长，它为电子产品的微型化、薄型化和轻型化起到了革命性地推动作用，这就要求为之相配套的柔性印刷电路用有机聚合物导体浆料在技术上、性能上、工艺上以及发展速度上能适应这一发展趋势的需要。所谓柔性印刷线路用环氧有机聚合物导体浆料，就是以柔性改性的环氧高分子聚合物为连接成膜的基体树脂，以高导电性能的金属粉体材料为导电项，添加各种功能助剂，经特种工艺精制而成的，适宜在柔性基材上丝网印刷，具有传导电流的功能以及排除积累静电荷能力的粘稠液体。主要用于不能使用高温烧结的柔性导电性印刷电路产品中，其突出特点是：单一组分，低温固化，导电性好， 抗挠曲，有着良好的印刷性、抗氧化性、柔性和极强的附着力，其与印刷基材相匹配的几何变形率，使浆料的导电性能不会因为印刷后的加工成型或产品使用时的弯曲变化发生大的偏移。广泛用于薄膜开关、柔性印刷电路、笔记本键盘电路、手机键盘屏蔽线路、多层线路印刷、射频干扰屏蔽、遥控器、玩具、学习机电路印刷和电极、触点印刷等领域，尤其适合于PET、PC等柔性片材的电路印刷并在陶瓷，环氧，酚醛，纸胶板等刚性基板上亦可使用。
有机聚合物导体浆料一般分为两类，一类为本征型的，一类为添加型的；本研究以环氧高分子聚合物为浆料体系的基础树脂,片状银粉为导电填料,制得了导电性好、附着力强、柔韧、抗挠曲、适用于FPC 丝网印刷的添加型的有机聚合物导体浆料。并着重研究了在“隧道效应”及 “穿流理论”的导电机理框架下， 银粉的本征特性和浆料的加工工艺以及改性环氧树脂的物性和氯离子的含量对导电性能的影响因素。                        
有机聚合物导体浆料的导电机理被认为主要是导电粒子间的相互接触和导体之间的电子跃迁即“隧道效应”实现导电；根据“穿流理论”，当导电填料的体积分数达到“穿流阀值”后，到达粒子会互相接触，形成连续的链状的电的通路，使有机聚合物导体浆料具有导电性，固化膜中导电粒子间的稳定和紧密接触是有机聚合物导体浆料的固化体系所赋予的特有性能[2,6]。银粉由于具有优良的导电性和化学稳定性，在空气中不易氧化的特点，在有机聚合物导体浆料的配置中，是一种比较理想和应用较多的导电粒子。
1. 实验
1.1. 样品制备
1.1.1. 材料及配方
⑴ 有机聚合物导体浆料的原材料
a. 环氧树脂：工业级                b.偶联剂 ：硅烷类，工业级
c.固化剂、固化促进剂：工业级       d.增韧剂 ：工业级     
e.非活性稀释剂 ：工业级            f.流平剂：试剂级
g.防沉剂：试剂级                   h.触变剂：试剂级-
i.分散剂：试剂级                   j.银粉：平均粒径表1  有机聚合物导体浆料基本配方名称规格重量百分比/%名称规格重量百分比/%树脂
工业级22.0-28.0防沉剂试剂级0.5固化剂
工业级5-10分散剂试剂级2.0-3.0固化促进剂
工业级1.0-2.0触变剂试剂级0.5-1.0偶联剂  
硅烷类、工业级1.5-2.0银粉平均粒径50-67增韧剂
工业级2.0-3.0稀释剂工业级适量流平剂
试剂级0.5