技术干货 | 四大技术途径，有效提高导电胶接触稳定性
2022/3/30 17:46:25 点击：
根据国际制造科学中心关于商用表面安装导电胶的技术标准，接触电阻在高温高湿环境(85℃、85%RH)中老化500 h 后，变化率必须小于20%。
但目前很多导电胶都达不到这个要求，相关研究表明造成导电胶接触电阻不稳定的原因主要是导电胶与非贵金属界面间的电化学腐蚀，而不是非贵金属自身的简单氧化。在湿热老化的过程中，非贵金属由于具有较低的电化学势(＜0.4 eV)失去电子起到阳极作用，而贵金属起到阴极作用，非贵金属阳离子与OH-结合生成不稳定的金属氢氧化物并进一步分解为不导电的金属氧化物覆盖在非贵金属表面从而导致接触电阻增加。电极反应为：
2H2O+O2+4e-=4OH- (1)
由电化学反应可以看出，要想提高导电胶的接触稳定性，需从以下几个方面着手：
(1) 降低导电胶的吸湿性。吸水性较低的导电胶氧化物生成的速度比较慢，接触稳定性也相应提高。树脂基体和固化剂对导电胶的吸水性均有较大影响，例如：双酚F环氧树脂的吸水性比脂肪族环氧树脂的低，因此要优先选择双酚F环氧树脂。
(2) 添加有机抗腐蚀剂。有机抗腐蚀剂如8-羟基喹啉等可以在金属表面形成一层保护膜，把金属周围的水和空气隔绝开来，从而抑制金属氧化以提高接触稳定性。
(3) 添加除氧剂。氧气作为电极反应的必要条件，除去导电胶与金属连接界面中溶于水的氧气可以很好地抑制电化学腐蚀，添加少量除氧剂(如碳酰肼)对导电胶的力学和电学性能基本没影响，不过除氧剂会随着时间推移而不断减少，因此除氧剂只是在一定时间段内起作用。
(4) 牺牲阳极。目前市场上大多数导电胶涂覆的基板镀层都是金属锡，在导电胶中加入少量的比基板镀层金属活泼的金属粉末(如镁、铝、锌)，代替基板氧化，可以有效地抑制基板的电化学腐蚀。同样，如果加入没有金属锡活泼的金属盐进行原位置换，也可以稳定接触电阻。
研究人员在导电胶中引入水溶性的银盐(硝酸银和乙酸银)，利用原位置换法稳定导电胶在锡面上的接触电阻，电化学反应为：
Sn+2Ag+=Sn2++2Ag (2)
他们发现当硝酸银含量(质量分数)在1%或乙酸银含量在0.5%以上时，导电胶在湿热老化实验115 h 后可以在锡表面生成致密银层从而稳定接触电阻，即使银层被氧化也能形成导电的氧化银，也可使接触电阻稳定。
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