本發(fā)明涉及導電膠材料，尤其涉及一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠及其制備方法。
背景技術：
1、環(huán)氧導電銀膠是一種高性能的電子封裝材料，主要成分包括環(huán)氧樹脂、銀粉和固化劑等。在封裝過程中，環(huán)氧導電銀膠通過加熱固化，將芯片與基板或其他電子元件緊密地連接在一起，形成機械固定和電通路。這種連接方式不僅提供了良好的機械支撐和環(huán)境保護，還確保了電流通路和信號通路的暢通無阻，同時提供了熱通路，散逸半導體芯片產(chǎn)生的熱量。
2、現(xiàn)有技術中，與純金屬或合金焊料互連相比，導電銀膠具有導熱性較低、電阻率較高、粘結(jié)性較差等缺點。導電銀膠中的銀顆粒被基體所包裹，形成了顆粒與顆粒之間的熱阻。而純金屬或合金焊料由于具有連續(xù)的金屬結(jié)構，能夠更有效地傳遞熱量。其次，導電銀膠的電阻率較高，影響電路中的能量損耗和信號傳輸質(zhì)量，特別是在高頻電路如芯片中，高電阻率可能會導致信號衰減和延遲。此外，導電銀膠的粘結(jié)性主要依賴于環(huán)氧樹脂與連接表面的粘附力，在長期使用過程中或在高溫環(huán)境中，導電銀膠會出現(xiàn)粘結(jié)不牢或脫落的問題，發(fā)生老化或降解，進一步降低其粘結(jié)性能。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決上述背景技術中提到的問題，本發(fā)明提供了一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠及其制備方法。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：
3、一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，按質(zhì)量百分比計包括以下組分：環(huán)氧樹脂2-20％、稀釋劑1-10％、觸變劑0.2-1％、石墨烯0.01-0.1％、固化劑1-10％、固化促進劑0.1-0.5％、導電主料70-80％、導電輔料5-10％、消泡劑0.1-2.5％和偶聯(lián)劑0.1-2.5％，其中，導電主料為納米銀粉，納米銀粉包括納米片狀銀粉、納米球形銀粉、銀納米線的一種或兩種，納米片狀銀粉的直徑為5-100nm，納米球形銀粉的粒徑為5-50nm，銀納米線的直徑為10-100nm，所述環(huán)氧導電銀膠應用于小芯片、金屬框架、點膠封裝工藝。
4、進一步地，環(huán)氧樹脂包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚a型環(huán)氧樹脂和四縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂的一種或多種。
5、進一步地，稀釋劑包括十二烷基縮水甘油醚、1,4-丁二醇縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚和多羥基聚醚的一種或多種。
6、進一步地，觸變劑包括氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和氣相二氧化硅的一種或多種。
7、進一步地，固化劑包括間苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜和間苯二甲二胺的一種或多種，固化促進劑包括2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和三氟化硼-三乙胺絡合物的一種或多種。
8、進一步地，消泡劑包括6201、byk-141或byk-053的一種或多種，偶聯(lián)劑包括kh550、kh560的一種或兩種。
9、進一步地，導電輔料包括以下步驟制得：
10、將乙二醇、去離子水和3,4-乙烯二氧噻吩依次加入反應器中，向反應器中加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌至均勻分散，置于冰水浴中，使用溫度控制器將反應溫度維持在0-5℃，用去離子水配制0.1-0.2mol/l的過硫酸銨溶液，在50-100rpm的攪拌速度下，使用恒壓滴液漏斗緩慢滴加過硫酸銨溶液至反應器中，滴加速度控制在每分鐘10-20滴，以避免局部過熱和暴聚，滴加完畢后，反應12-24h后，將納米銀粉加入反應溶液中，并以50-100rpm的速度繼續(xù)攪拌1-2h，加入0.2-0.22mol/l的硫代硫酸鈉溶液，終止聚合反應，將反應溶液倒入1l去離子水中，過濾，洗滌，在室溫下干燥至恒重，得到導電輔料。
11、進一步地，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩、聚乙烯吡咯烷酮、過硫酸銨、納米銀粉和硫代硫酸鈉的質(zhì)量比為（6-7）：（14-15）：50：（0.7-0.9）：（10-20）：（0.5-0.55），納米銀粉選自導電主料，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩和納米銀粉的摩爾比為（1-1.1）：（1-1.05）：（0.93-1.86）。
12、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了上述環(huán)氧導電銀膠的制備方法，包括以下步驟：
13、s1、按質(zhì)量百分比將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、觸變劑、石墨烯、固化劑、固化促進劑、消泡劑和偶聯(lián)劑添加到均質(zhì)罐內(nèi)，放入均質(zhì)機中，以1000-2000rpm的速度進行真空均質(zhì)2-3min，得到導電膠基料；
14、s2、將導電主料和導電輔料加入導電膠基料中，放入均質(zhì)機內(nèi)1000-2000rpm的速度進行真空均質(zhì)2-3min，得到導電膠成品。
15、本發(fā)明的有益效果：
16、1、本發(fā)明技術方案中，導電輔料中的納米銀粉被均勻地分散在聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚乙二醇共聚物基質(zhì)中，聚3,4-乙烯二氧噻吩（pedot）與聚乙二醇（peg）共聚后，其長鏈結(jié)構能夠纏繞并包覆納米銀粉，形成穩(wěn)定的復合材料，增強了納米銀粉的穩(wěn)定性，還提高了其與環(huán)氧樹脂基體的相容性。納米銀粉作為導電主料，提供了主要的電子傳輸通道。其高導電性和良好的分散性確保了電流在材料中的順暢傳輸。聚3,4-乙烯二氧噻吩本身具有一定的導電性，與聚乙二醇共聚后，進一步增強材料導電性能的同時，提高了復合材料的柔韌性和加工性，有助于保持導電網(wǎng)絡的完整性。
17、2、本發(fā)明技術方案中，在環(huán)氧導電銀膠中加入微量的石墨烯，可以在基體中形成有效的熱傳導路徑，顯著降低熱阻，提高整體導熱性。石墨烯的片層結(jié)構能夠增加熱傳導的接觸面積，使得熱量能夠更快速地傳遞。
18、3、本發(fā)明制得的環(huán)氧導電銀膠具有高導電率的同時，具有良好的導熱性、較低的電阻率、較強的粘結(jié)性和穩(wěn)定的電學性能，能夠應用于小芯片、金屬框架、點膠封裝工藝等高精密領域。
1.一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，按質(zhì)量百分比計包括以下組分：環(huán)氧樹脂2-20％、稀釋劑1-10％、觸變劑0.2-1％、石墨烯0.01-0.1％、固化劑1-10％、固化促進劑0.1-0.5％、導電主料70-80％、導電輔料5-10％、消泡劑0.1-2.5％和偶聯(lián)劑0.1-2.5％，其中，導電主料為納米銀粉；
2.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，環(huán)氧樹脂包括雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚a型環(huán)氧樹脂和四縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，稀釋劑包括十二烷基縮水甘油醚、1,4-丁二醇縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚和多羥基聚醚的一種或多種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，觸變劑包括氫化蓖麻油、聚酰胺蠟和氣相二氧化硅的一種或多種。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，固化劑包括間苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯基砜和間苯二甲二胺的一種或多種，固化促進劑包括2-乙基-4-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚和三氟化硼-三乙胺絡合物的一種或多種。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，消泡劑包括6201、byk-141或byk-053的一種或多種，偶聯(lián)劑包括kh550、kh560的一種或兩種。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種芯片連接用環(huán)氧導電銀膠，其特征在于，乙二醇、3,4-乙烯二氧噻吩、聚乙烯吡咯烷酮、過硫酸銨、納米銀粉和硫代硫酸鈉的質(zhì)量比為（6-7）：（14-15）：50：（0.7-0.9）：（10-20）：（0.5-0.8），其中納米銀粉選自導電主料。
8.如權利要求1-7任一項所述的芯片連接用環(huán)氧導電銀膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：