石墨黄铜异质钎焊分析与界面结构分析

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1、湖北工业大学硕士学位论文论：一种是宏观的渗流理论，即导电通道学说；一种是微观的量子力学隧道效应【3j。11导电通道学说：主要是导电粒子间的相互接触，形成电的通路，使导电胶具有导电性，胶层中导电粒子间的稳定接触是由于导电胶的固化或干燥造成的，导电胶干燥固化之前，在粘合剂和溶剂中的导电填料处于独立状态，不相互接触。导电胶固化或干燥后，由于溶剂的挥发和胶黏剂的固化而引起胶黏剂体积收缩，使导电粒子相互问形成稳定的连续接触，因而呈现导电性。21隧道效应：除了导电粒子的直接接触外，由于热振动引起的，依靠电子在导电粒子间的迁移造成的电子通道，或由于导电粒子间的高强度电场，产生电流发射，当导电粒子间

2、的距离达到1mm以下时，由于隧道效应引起的电荷转移就会急剧增大。在实际情况中，导电回路的形成是两种理论相互结合而成的【41。即可将导电胶内部的导电情况分为3种：(a)一部分导电粒子完全连续的相互接触形成通道理论的电流通路；(b)一部分导电粒子是不完全连续接触，其中不相互接触的导电粒子之间，由于隧道效应而形成电流通路；(c)一部分导电粒子完全连续，导电粒子间的隔离层较厚，是电的绝缘层。因此可把导电机理用图1-1的模型来表示。图1-1中RL表示相互接触的导电粒子电阻，Rg表示由于隧道效应而产生电流通路的电阻，Rc表示由于隧道效应而产生电流通路的电容，C表示绝缘层的电容。／^<二y^、厂、

3、／一、v—v^、ML^^^^^^^^^7厂、厂、厂，、丫^、厂、厂一、厂、，、、^／＼^^，＼^^一n织厂、八八L一／＼一／＼／＼／＼／图1-1导电胶导电机理模型目前，导电胶的研究主要集中在三个方向【5】：1)银系导电胶，银粉因具有非常好的导电性，因而在市场中银粉导电胶应用的最为广泛，但对于银系导电胶目前最需要解决的问题是银系导电胶在潮湿环境下易产生银迁移现象，从而降低仪器的可靠性。因而通过大量的实验证明，为了防止或降低银迁移现象的发生，其解决办法是在导电胶中加入少量五氧化二矾或采用银和铜、银和镍、银和钯、银和钒、银和铟等混合导电粒子【6】。曾有人将球状银铜混合粉(15：85)经过真

4、空球磨处理后，得到银铜复合粉，结果得到导电性优良的导电粉，该粉和酚醛树脂按80：20配合时，导电性最高，可得到电阻率为1．28×104Q·cm的导电胶17Jo2湖北工业大学硕士学位论文21铜系导电胶，凶铜粉同样具有较好的导电性，且其来源广泛，成本低，因而铜粉导电胶以其成本低、导电性能好的优点正在逐渐占领导电胶市场。但问题是铜粉在树脂粘接剂加热固化时容易被氧化，生成氧化膜，结果导电性下降，因此在制备导电胶的过程中如何避免或去除铜的氧化膜是保证导电性的关键，也是目前铜粉导电胶最迫切需要解决的问题18J。关于铜导电胶的研究集中在铜的防氧化处理上，通过大量实践，其主要的防氧化技术有以下几种：

5、a、铜的表面镀一层惰性金属制成复合粉使用，可以使得铜粉的导电性不受影响，同时抑止了其易氧化的性能。b、加入还原剂。在铜导电胶中加入还原性的有机物，如胺、醛、酚等，将铜表面的CuO和Cu20还原为Cu抑制其氧化。就曾有人采用邻苯二甲二丁脂做为添加剂研制出一种铜粉导电胶的配方：E．44环氧树脂100份、邻苯二甲酸二丁酯20份、二乙烯三胺12份、F,htt．50013份、铜粉600份，此配方的电阻率可控制在1．2X10-2-6X10。3Q·cm内。C、加入钛酸酯类偶联剂【91。钛酸偶联剂中的钛酸基具有极强的连接能力，能在高温下稳定的连接填料粒子。不同类型的钛酸偶联剂其连接原理不一样。有人采

6、用钛酸偶联剂JSC质量分数为2％时，导电胶具有较好的防氧化效果，体系的导电性最好。d、使铜表面形成络合物。有人采用有机磷化物处理，认为有机磷化物与金属表面氧化膜形成导电性好的络合物层，此络合物层阻止氧和金属离子接触，从而防止金属离子氧化。有人采用具有给电子性的胺类化合物(2．乙基．4甲基咪唑和乙酰乙酸乙脂)作为络合剂，再加入电子受容体(四甲基对醌二甲烷1【10】，使其与铜络合物形成电荷转移络合物，从而降低了电子移动活化能，既可防止铜表面氧化又不影响其导电性。通过这几种方法使得铜粉导电胶在氧化方面得到了大大的改善，延长其使用寿命以及适应各种工作环境，得到更为广泛的应用。3)碳系导电胶，

7、碳系导电胶具有较好的导电性，但其层状结构使之不适合单独用于导电胶中，通常要和碳黑混合使用。球状的碳黑粒子填在层状石墨之间，给石墨层施加一定的压力，使其更好地接触，从而提高了导电性。实验表明，石墨导电胶的电阻值比较稳定，只是电阻率较高，一般只用作中阻值浆料。不过石墨导电胶的价格便宜得多，而且化学性质稳定，相对密度小，分散性好，目前人们正想办法使其导电性能达到石墨粒子的同等数量级，现在市场上已经出现低阻值的碳导电胶。对于炭黑导电胶可进行适当的改性，尤其是表面改