电子元件向微型化的方向发展，带来一系列材料及工艺的问题。 例如，微型元件的安装、复杂线路的连接，很难用一般的焊接方法来完成。 这是由于微型元件体积较小，不仅操作困难，质量难以保证，同时焊接所引起的高温影响许多热敏电子元件的性能。

又如，波导元件的制造过程，过去沿用高温钎焊，结果引起波导管高温变形，光洁的表面产生氧化现象，必须采用手工进行抛光、修整，使劳动强度增大，生产率降低。 为此，导电黏结剂便应运而生。

导电黏结剂又称导电胶，是一种固化或干燥后具有一定导电性能的胶黏剂。它通常以基体树脂和导电填料即导电粒子为主要组成成分，通过基体树脂的黏结作用把导电粒子结合在一起，形成导电通路，实现与被黏材料的导电连接。由于导电胶的基体树脂是一种胶黏剂，可以选择适宜的固化温度进行黏结，如环氧树脂胶黏剂可以在室温至150℃固化，远低于锡铅焊接的200℃以上的焊接温度，这就避免了焊接高温可能导致的材料变形、电子器件的热损伤和内应力的形成。同时，由于电子元件的小型化、微型化及印制电路板的高密度化和高度集成化的迅速发展，铅锡焊接的0.65mm的最小节距远远满足不了导电连接的实际需求，而导电胶可以制成浆料，实现很高的线分辨率。而且导电胶工艺简单，易于操作，可提高生产效率，也避免了锡铅焊料中重金属铅引起的环境污染。所以导电胶是替代铅锡焊接，实现导电连接的理想选择。

目前导电胶已广泛应用于液晶显示屏（LCD）、发光二极管（LED）、集成电路（IC）芯片、印制电路板组件（PCBA）、点阵块、陶瓷电容、薄膜开关、智能卡、射频识别等电子元件和组件的封装和黏结，有逐步取代传统的锡焊焊接的趋势。

1.导电胶的种类

国内外导电胶的品种已有数百种，广泛应用于大型集成电路、检波器、传感器、光敏元件、电子摄像机和仪器波导等许多电气元件和部件上同种或异种材料间的导电连接。

从应用角度可以将导电胶分成一般型导电胶和特种导电胶两类。一般型导电胶只对导电胶的导电性能和黏结强度有一定要求；特种导电胶除对导电性能和黏结强度有一定要求外，还有某种特殊要求，如耐高温、耐超低温、瞬间固化、各向异性和透明性等。

按固化工艺特点，可将导电胶分为反应固化型、热熔型、高温烧结型、溶剂型和压敏型导电胶。

按导电胶中导电粒子的种类不同，可将导电胶分为银系导电胶、金系导电胶、铜系导电胶和炭系导电胶等，应用最广的是银系导电胶。

按导电胶中黏料的化学类型又可将导电胶分成无机导电胶和有机导电胶。无机导电胶耐高温性能好，但对金属的黏附性能差，主要有硅酸盐型和磷酸盐型等；有机导电胶对多种材料都有较好的黏附性能，但耐热性不高，主要有环氧树脂导电胶、酚醛树脂导电胶、聚氨酯导电胶、热塑性树脂导电胶和聚酰亚胺导电胶，应用最广的是环氧树脂导电胶。

按导电方向又可分为各向同性导电胶和各向异性导电胶。各向同性导电胶是指各个方向均导电的胶黏剂，可广泛用于多种电子领域；各向异性导电胶则指在一个方向上如Z方向导电，而在X和Y方向不导电的胶黏剂。一般来说，各向异性导电胶的制备对设备和工艺要求较高，比较不容易实现，较多用于板的精细印刷等场合。

2.导电胶的组成

导电胶主要由黏料、填充导电体颗粒、固化剂媒介物、溶剂、稀释剂和添加剂组成。导电填充材料是金属颗粒，如金、银、铜和镍及氧化物（如氧化铟和氧化锡），或者是炭黑和石墨颗粒，合成材料（如包覆铜粉的银）也可以被采用，银颗粒和包覆铜粉的银颗粒也可被选为导电填充材料来使用。

1）黏料

黏料是一种用来使导电性填料与基材密切连接，同时又使导电粒子以链锁状联结，从而产生导电性，还赋予导电膜物理和化学稳定性的材料。导电胶用的黏料有合成树脂、合成橡胶和一些无机盐等。常用的合成树脂有环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸酯类树脂、小饱和聚酯、聚酰亚胺、有机硅树脂及一些热塑性烯烃类树脂等。常用的橡胶有聚异丁烯橡胶、硅橡胶、丁基橡胶和天然橡胶等。常用的无机盐有硅酸盐和磷酸盐等。

2）导电填料

导电填料也称导电粒子。导电胶用的导电粒子有金粉、银粉、镍粉、羰基镍、钯粉、钼粉、钴粉、镀银金属粉、镀银二氧化硅粉、镀银玻璃微珠、石墨、银的硅化物、碳化硅、碳化钨、碳化镍、碳化钯等，部分导电粒子材料的电阻率如表1所示。

表1 部分导电粒子材料的电阻率

银粉具有优良的导电性和化学稳定性，它在空气中氧化极慢，在胶层中几乎不氧化，即使已经氧化了，生成的氧化物仍有一定的导电性，因而在电气可靠性要求高的电气装置上应用最多。

银粉价格高，相对密度大、易沉淀，在潮湿环境中有迁移现象，但在导电胶配制中，银粉仍是一种较理想和应用最多的导电粒子。

银粉的制备方法有电解法（电化学还原法）、化学还原法、加热分解法和物理法。

电化学还原法是利用离子化倾向差异的方法，即在硝酸银溶液中加入硝酸.然后插入铜板，银就会析出在铜板上。此外，以硝酸银作为电解液，以银作为阴极进行电解，就会在阴极处析出树枝状银粒。

化学还原法是由硝酸银制取银盐，然后用各种还原剂使它还原，制得银粉。其还原剂可以使用肼，若同时再使用胺或表面活性剂，则可得到比表面积大且分散性优良的银粉，使用甲醛可以提高银粉的得率。此外，在氢气中进行加压还原，可得到0.2～5μm的细粒子银粉。

加热分解法制备银粉是将银盐加热分解后制得海绵状银粉。

属于物理性质的制造方法是把银置于真空中加热，使之飞溅开来（真空镀膜、喷涂、离子喷镀）后，用锤碎机等粉碎，可得到扁平状的银粉。此外，用水喷射以喷嘴喷出的熔融银，使银飞溅，可以得到球粒状银粉（雾化法）。在由上述方法制得的银粉中加入脂肪酸等润滑剂，再进行粉碎可得到磷片状银粉。表2 表明不同方法制得的银粉性质是不相同的。

表2 不同方法制得的银粉的性质

金粉具有优异的化学稳定性和优良的导电性，是导电胶中最理想的导电粒子，但价格昂贵，仅用于要求稳定性和可靠性非常高的产品上。金粉可用金的氯化物通过化学反应制取，也可用金箔粉碎法来制得。

铜粉、铝粉和镍粉具有较好的导电性，成本低，但在空气中易氧化，使导电性变坏，使用温度受到限制。用铜粉、铝粉和镍粉所配制的导电胶，其稳定性和可靠性不如银系导电胶，仅用于稳定性和可靠性要求不高的产品上。在使用铜粉和镍粉时，应加入相应的助剂，除去表面氧化层，使导电性提高。

炭粉、石墨粉成本低，相对密度小，分散性好，但导电性差，仅用于屏蔽和防静电的产品上。

将中空微玻璃球、炭粉、铝粉等粒子镀银后得到的镀银粒子，具有导电性好、成本低、相对密度小等特点，可用于配制对导电性要求不高的导电胶。

铜粉镀银粒子具有好的导电性，镀层稳定性高，是一种有发展前途的导电粒子。

将金属粒子和树脂混合后，进行同化或硫化，然后粉碎，得到复合物导电粒子，用这种导电粒子所配制的导电胶具有好的黏结强度。

3）其他配合剂

在导电胶组成中，加入增韧剂可以提高胶层的柔韧性和黏结强度。常用的增韧剂有聚乙烯醇缩醛、聚丁二烯环氧、丁腈橡胶和尼龙等。液体丁腈橡胶的加入会使导电性有所降低，一般用量不超过10%。以固体橡胶增韧时，有时需加入硫化剂，当以银粉为导电粒子时，应选用不含疏的硫化剂，以避免硫同银粉发生化学反应，使导电性能下降。

某些导电胶需加入固化剂，有时也加入少量固化促进剂、稀释剂和偶联剂等。

当选用酚醛树脂或热塑性高分子化合物为黏料时，需加入溶剂，选用的溶剂一定要对黏料有良好的溶解性，否则将引起黏料凝聚，使导电粒子不能很好地呈链状结构，导致导电性能降低。采用网板印刷的导电胶，为防止涂膜干燥而引起网眼堵塞，应选用挥发慢的溶剂。

选用铜粉和镍粉为导电粒子时，为了除掉粒子表面的氧化层，应加入相应的助剂配合使用。例如，选用铜粉时，可加入胺或酚类，使铜粉表面的氧化物被还原；选用银粉为导电粒子时，为了防止或降低银迁移现象的发生，可加入少量五氧化二矾或采用银和铜、银和镍、银和钯、银和铟、银和钒等混合导电粒子。

为了减少导电粒子的用量，降低导电胶的热膨胀系数，可在导电胶中加入一定量的非导电性粒子，如玻璃粉、二氧化硅粉和氧化铝粉。配胶时，应将非导电粒子先同黏料及其他配合剂混合均匀，然后再加导电粒子，这样才能获得较好的导电性。

3.影响导电胶导电性的主要因素

导电胶中黏料和配合剂的种类，导电粒子的种类、用量、粒度、形状、导电胶的配制工艺和固化工艺等对导电胶的导电性能都有很大影响。

（1）导电粒子类型的影响。

在导电粒子表面积和形状相近的条件下，导电粒子本身的电阻率越小，导电胶的性能越好。表3列出了不同种类导电粒子对导电胶导电性的影响。

表3 导电粒子对导电胶导电性的影响

（2）导电粒子用量的影响。

随导电粒子加入量的增多，导电胶的电阻率下降。如果导电粒子加入量过少，固化干燥后，胶层中的导电粒子得不到链状联结，此时可能完全不导电。相反如果导电粒子加入量过多，导电粒子得不到牢固联结，导电性是不稳定的，黏结强度也明显下降。因此，导电粒子和黏料要有一个适当的混合比，这个混合比受导电粒子的种类的影响。

（3）导电粒子形状的影响。

导电粒子联结状态因导电粒子的形状而异，并使其导电性也显示出不同值。例如，银粉有球状、片状和针状等形状。片状的面接触比球状的点接触更容易获得好的导电性。银粉含量相同时用球状银粉配制的导电胶电阻率为10-2Ω·cm，而片状银粉导电胶的电阻率可达10-4Ω·cm，如果将球状银粉和片状银粉按适当比例混合使用，可得到更好的导电性，如图1所示。

图1 不同形状银粉的接触状态

（4）导电粒子大小的影响。

导电粒子的大小对导电性也有一定影响，对银粉来讲，粒子直径大小在l0μm以下，分布适当，在最紧密填充状态下导电性最好；粒子直径大小在10nm左右时，反而会使接触电阻增大，导电性变坏。

（5）配胶方式的影响。

导电胶中常用的黏料及其他配合剂对导电粒子表面都有一定的润湿黏附能力，一日导电粒子表面被胶黏剂所润湿，胶黏剂分子就黏附在导电粒子表面上，导电粒子就会局部或完全被胶黏剂分子所包覆，这种现象称为润湿包覆。导电粒子被润湿包覆的程度将决定导电胶的导电性能，被润湿包覆程度越大，固化或干燥后的导电胶中导电粒子间相互接触的概率就越小，导电性就越不好。

导电胶在配制过程中，将各组分放在一起后要进行研磨或搅拌。适当的研磨有利于导电粒子的分散，可获得好的导电性；如果研磨时间过长，由于机械力和热的作用，胶黏剂对导电粒子润湿包覆程度增大，结果导致导电性能变坏。表4 为配胶方式对导电性的影响情况。

表4 配胶方式对导电性的影响情况

（6）固化方式的影响。

表5 的数据表明在一定的温度范围内，起始固化温度低，导电胶的凝胶时间长，有利于胶黏剂对导电粒子表面进行充分的润湿包覆，使导电性能变坏。

随着起始固化温度的提高，凝胶时间缩短，当温度提高到一定程度时，导电胶在此温度下很快凝胶，使胶黏剂难以对导电粒子充分润湿包覆，这就增加了导电粒子相互接触的可能性，因此导电性变好。

表5起始固化温度对导电胶导电性的影响

导电胶的固化程度取决于固化温度和固化时间，在一定的温度范围内，固化温度越高或固化时间越长，固化程度就越高。一般导电胶在固化过程中，都要产生收缩，固化程度高，收缩大，导电性能好。

（7）黏料和增韧剂的影响。

导电胶的黏料一般为有机高分子化合物，这些物质多为电绝缘性的。另外，黏料的分子量、玻璃化温度和导电粒子的润湿能力都影响导电胶的导电性能。黏料对导电粒子润湿能力差，分子量高，玻璃化温度高，导电性好。

增韧剂和黏料一样，对导电性有类似的影响，用固体增韧剂改性导电胶比用液体增韧剂更容易获得好的导电性。

4.导电胶的性质

1）环氧导电胶

环氧导电胶由环氧树脂、固化剂、增韧剂、导电粒子及其他配合剂组成，可以配制成一液型（单组分）和多液型（多组分），也可配制成室温固化型、中温固化型和高温固化型，还可以配制成含有溶剂和无溶剂的，是目前导电胶中应用最广的一种。以银粉为导电粒子的环氧导电胶，导电性好，长期使用性能比较稳定，具有较好的耐潮湿性，是环氧导电胶中最主要的品种。

国产银粉环氧导电胶DAD-87导电胶是一种含有溶剂的单组分加热固化胶种，具有好的导电性、导热性和耐热性，使用方便，杂质量少，可在-60～+l75℃范围内使用，短期耐热可达350℃，可用于塑料封装的集成电路、中小功率晶体管的装片、二极管引线和PTC陶瓷发热元件等电气元件的黏结。DAD-87导电胶的固化工艺为150℃/4h，175℃/3h，200℃/2h，250℃/（0.5～l）h；电阻率为（1～5）×10-4Ω·cm，热导率为14.58W/（m·K），玻璃化温度为99℃，热分解温度为 341℃，Na+含量≤5×10-6，Cl-含量≤10×10-6，25℃时的黏度为（20±5）Pa·s，储存期0～5℃时为1年，20℃时为3个月，30～35℃时为1个月。对多种材料都有良好的黏附性，如表6所示。

表6 DAD-87导电胶对不同材料的黏结强度

室温固化型环氧导电胶具有使用方便的特点，但其导电性比加热固化型要低，为了提高其导电性能，可适当地增加导电粒子的用量，这就使导电胶变稠，工艺性能变差，为使黏度降低，需要加入无毒或低毒的稀释剂，这种稀释剂对环氧树脂必须有非常好的相容性。

在环氧树脂和银粉组成的导电胶中，加入钼粉，当银含量为 50%时，即可得到电阻率为10-3Ω·cm的导电胶。在组成中加入玻璃粉，当银含量为50%时，就和不加玻璃粉的银含量为70%的导电胶具有相同的导电性，而且强度可以提高80%左右。

以镀银粒子配制的导电胶，成本低，可节省用量80%～85%。镀银无机粒子相对密度小，适于配制单组分导电胶，在镀银粒子中加入10%的银粉。可使导电性明显提高。典型例子CLD-5导电胶就是以镀银二氧化硅粒子、环氧树脂和三乙醇胺等配制而成的，该种胶除导电性比纯银粒子导电胶略差外，力学性能、耐热与湿热老化性能与后者相近。表7 为国内其他银粉环氧导电胶的性能。

表7 国内其他银粉环氧导电胶的性能

铜粉导电胶是近年来被开发的一类导电胶，具有成本低、不存在导电粒子迁移等优点。

但是，铜粉表面在空气中极易氧化，生成氧化铜和氧化亚铜，影响导电性，如何有效地除去铜粉表面氧化膜和防止铜粉表面生成新的氧化膜是铜粉导电胶获得广泛应用的关键。

在铜粉导电胶中，加入某些胺类、醛类和酚类等物质可使铜的氧化物被还原铜，使导电胶具有较好的导电性。

2）酚醛导电胶

酚醛导电胶由酚醛树脂、导电粒子、增韧剂和溶剂等组成。这类导电胶一般都有好的导电性和较高的耐热性，有热固化型和室温固化型两类，对多种材料都有较好的黏结强度。

酚醛导电胶含有溶剂，涂胶后需晾置，固化过程中需施加较大的压力，因而应用范围受到一定限制，多用于要求耐老化性能好、耐热性能高的产品上。

30l导电胶是由301酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、电解银粉和溶剂组成的单组分热固化型导电胶，使用温度为-40～+100℃，150℃固化2h后的电阻率为（2～5）×10-4Ω·cm。该胶粘硬铝时的剪切强度为15MPa（室温）、13MPa（60℃）和16MPa（100℃），室温拉伸强度为50MPa。

室温固化型酚醛导电胶303导电胶是由改性酚醛树脂、三聚甲醛、苛性钠、电解银粉和溶剂组成的三组分室温固化导电胶，使用温度为-40～+l00℃，室温固化后的电阻率为（2～5）×10-3Ω·cm，室温剪切强度为10MPa（硬铝）、8MPa（黄铜）。可用于非金属导电材料的黏结及收发报机的线路维修等。

3）聚胺-酰亚胺导电胶

聚胺-酰亚胺导电胶是由聚胺-酰胺酸树脂、导电粒子、溶剂等组成的单组分导电胶。聚胺-酰胺酸树脂经加热固化反应后，生成轻度交联的聚胺-酰亚胺树脂。这种树脂具有一定的柔韧性和较高的热稳定性，因此，聚胺-酰亚胺导电胶有很好的耐低温性能和耐高温性能，最高使用温度为180℃，可用于高频溅射仪靶子、录音机电刷等元件的黏结。

4）无机导电胶

由硅酸盐或磷酸盐和导电粒子配制的无机导电胶，可耐500℃以上高温，例如由钼的硅化物和磷酸盐组成的导电胶，使用温度为-60～+510℃，电阻率为 4.2×10-2Ω·cm。由磷酸、氧化铜和电解银粉组成的导电胶80℃固化3h后，可耐600℃的高温，电阻率为10-2～10-3Ω·cm。无机导电胶的黏结强度一般都比较低，所以其使用范围受到很大限制。

5）特种导电胶

（1）高温烧结型导电胶。

这种胶黏剂是由导电性填料、一次黏料、二次黏料以及溶剂等构成的，一次黏料用于改善导电性填料与二次黏料的混炼性和施涂工艺性。一次黏料是要在300～400℃下烧掉的，故采用燃烧后没有焦炭残留的丙烯酸酯树脂和硝化棉。二次黏料用于把导电性填料固着在基材上，采用在300℃以上时熔融的玻璃料。在把晶体管或集成电路黏结在陶瓷基片上或者将导线黏结在透明导电薄膜半导体玻璃（奈塞玻璃）上时，为防止热变形，宜使用熔点尽可能低的玻璃料。若采用由PbO、B2O3组成的玻璃料，则能够在500℃以下烧结。

可使用的导电粒子有银粉和铜粉，以银粉为导电粒子的烧结型导电胶的烧结温度一般为400～800℃，电阻率为10-6Ω·cm。高温烧结型导电胶主要用于集成电路小片或透明电极与导线的连接、陶瓷类零件的导电隔离保护涂层等。

（2）压敏型导电胶 。

压敏型导电胶可作为磁带用的信号感受导电胶带使用的胶黏剂。导电粒子可用银粉或炭黑，黏料使用橡胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯等柔性高分子化合物。

热固化特种压敏胶带（又称耐高温压敏胶带）是电子工业电容器生产引进线的重要辅助材料。在电容器生产的环氧浸渍、高温固化、打印中起排贴固定电容器作用。

（3）各向异性导电胶。

各向异性导电胶是一种只在一个方向导电，在另一方向电阻很大或几乎不导电的特殊导电胶。在电子零件制造和装配过程中，如果相邻的两个导电连接点间的距离很近时，采用一般的导电胶连接，易产生线路间的短路，选用各向异性导电胶就不会有短路问题。

5.使用导电胶时的注意事项

（1）导电胶黏剂在使用前要充分搅拌，待导电性填料与黏料、溶剂等均匀分散后再涂胶。特别是对于银粉导电胶，由于银的相对密度为10.5g/cm3，而树脂的相对密度约为1.0g/cm3，两者混合后，银粉很容易沉降。

（2）要使用跟树脂匹配的溶剂，若所用溶剂的溶解性较差，则它将对导电性、黏结强度等产生不良影响。

（3）环氧树脂类导电胶即使在室温下有时也会逐渐固化，因此要冷藏保存。

（4）双组分型环氧树脂导电胶应按规定的配比混合，混合后要马上使用。

（5）要按照基材，选择合适的导电胶，不要在热塑型树脂上用热固型导电胶，以免导电胶中所含溶剂侵蚀基材。