各向同性导电胶导电机理及其体积电阻率计算的研究

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1、摘要选用三种不同固化收缩率的基体树脂和两种银粉，分别配制了六种导电胶。对这六种导电胶固化前后以及固化过程中体积电阻率的变化情况进行了研究，并对这些因素如何改变导电胶的体积电阻率以及对导电胶导电性形成的贡献程度作了定性分析。另外，还对银粉压缩过程中的电阻变化情况进行了研究。研究表明：(1)相对而言，银粉形貌特征对导电胶的体积电阻率影响较小，而基体树脂的固化收缩对导电胶导电性的形成贡献较大，且在导电胶由不导电到导电这样一个转变过程中起着决定性的作用。(2)导电胶在未固化前的体积电阻率相当大，可以认为此时导电胶是不导电的。导电胶导电性的建立是发生在基体树脂的凝胶化阶段，之后导电胶的体积电阻率

2、变化较小。在整个固化过程中，导电胶的体积电阻率与固化时间之间满足幂律关系。(3)基体树脂在固化过程中体积是不断发生变化的，总体趋势是持续变小的，大致与固化时间呈指数变化关系。基体树脂的固化收缩一方面导致导电胶中银粉颗粒间的接触更加紧密，增大了颗粒间的接触面积，降低了接触电阻；另一方面也使得导电胶中一些原本相互远离的颗粒间的距离变得更小，使得相互接触的颗粒对或虽未接触但可以发生隧道效应的颗粒对的数量增加，从而形成更多的导电回路，增加导电胶体系的导电性。最终，在上述各种影响因素的共同作用下，导电胶体系的总电阻在固化过程中锐减，完成从体积电阻率大到几乎不导电到形成完善的导电网络并具有良好导电

3、性的转变。银粉在压缩过程中电阻的急剧下降则进一步说明了导电胶在固化过程中电阻持续较快下降是因为导电胶内部的银粉在基体树脂的固化收缩的作用下接触得更加紧密。(4)导电胶体系可以看作是一个与导电胶的尺寸大小相当的三维导电网络，这个导电网络的电阻即为导电胶体系的总电阻。三维导电网络可以分解为有限个相互平行的二维平面导电网络，每个二维平面导电网络又可以分解为有限个一维线性的导电回路，而每个一维线性导电回路则可看作是由一连串的银粉颗粒首尾相连形成的。(5)在两个相互接触的银粉颗粒对间的总电阻的基础上，引入接触面、接触力、收缩电阻、隧穿电阻、本征电阻等概念以及相关的推导计算，最终得到理想状态下导电

4、胶体积电阻率的计算公式，随后中南大学硕上学位论文摘要对该公式进行一定的修正，得到的最终形式为：纠瑚圳～≯等式中，珂w为基体树脂的固化收缩率，无量纲；r为球形银粉颗粒的半径，m；K为导电胶中银粉的体积填充分数，无量纲；Rp为两个相互接触的球形银粉颗粒对间的总电阻，Q。关键词：导电胶，体积电阻率，导电机理，模型，固化收缩中南大学硕士学位论文ABSTRACTBasedontwokindsofsilverpowderwithdifferentmorphologyandthreematrixeswithdifferentcuringshrinkage，sixelectricalconductiv

5、eadhesiveswereprepared．Duringthecuringofthesesixelectricallyconductiveadhesives，thechangeofvolumeresistivitywasstudied．Andthequalitativeanalysesofthecontributionofthefactorstotheconductivityestablishmentandtheeffectonthevolumeresistivityofelectricallyconductiveadhesivewereobtained．Inaddition，the

6、resistancechangeofsilverpowdersintheprocessofbeingcompressedwasstudied．Thefollowingresultscanbesummarized．(1)Comparativelyspeaking，theresultsshowedthatthemorphologyofsilverpowderhadlessinfluenceontheconductivity,whilethecuringshrinkageofthematrixescontributedmoretotheconductivitydevelopmentsandp

7、layedacrucialroleintheprocessofconductivityachievement．(2)Thevolumeresistivityofconductiveadhesivebeforecurewasseemedtobeinsulatedduetothehighresistivity．Apowerlawdependenceofthevolumeresistivityuponcuringtimeisfoundinthewho