导电胶现状与发展前景

导电胶黏剂是指兼有导电和粘接双重性能的胶黏剂,简称为导电胶。它通常以基体树脂和导电填料为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。

一、导电胶概况

导电胶黏剂是指兼有导电和粘接双重性能的胶黏剂,简称为导电胶。它通常以基体树脂和导电填料为主要组成成分, 通过基体树脂的粘接作用把导电粒子结合在一起, 形成导电通路, 实现被粘材料的导电连接。

与普通导电聚合物不同的是,导电胶要求在储存条件下具有流动性,通过加热或其他方式发生固化,从而形成具有一定强度的连接。

 

二、导电胶的组成

导电胶一般是由基体和导电填料两部分组成:

1、常用的基体包括环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等。与其他树脂相比,环氧树脂具有稳定性好、耐腐蚀、收缩率低、粘接强度高、粘接面广以及加工性好等优点,因此,环氧树脂是目前研究最多、使用最广的基体材料。

2、导电填料通常有碳、金属、金属氧化物三大类。导电胶要求导电粒子本身要有良好的导电性能,粒径要在合适的范围内, 能够添加到导电胶基体中形成导电通路。导电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和石墨及一些导电化合物。目前在实际生产中,应用最多的是银粉。

三、导电胶分类

按应用角度分为一般导电胶、特种导电胶;

按导电方向分为各向同性导电胶、各向异性导电胶;

按固化体系分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等;

按形态分为导电胶膏、导电胶浆、导电胶水、导电胶带、导电涂料等。

四、主要应用领域

1、导电胶可用于微电子装配,包括细导线与印刷线路、电镀底板、陶瓷被粘物的金属层、金属底盘连接,粘接导线与管座,粘接元件与穿过印刷线路的平面孔,粘接波导调谐以及孔修补。

2、导电胶可用于取代焊接温度超过因焊接形成氧化膜时耐受能力的点焊,作为锡铅焊料的替代品。

3、导电胶在铁电体装置中用于电极片与磁体晶体的粘接。可取代焊药和晶体因焊接温度趋于沉积的焊接,用于电池接线柱的粘接。

4、导电胶能形成足够强度的接头,因此,可以用作结构胶粘剂。

五、市场规模

根据Market Insights Report数据,2020年,全球导电胶市场价值约为22.09亿美元,预计到2026年底将达到30.78亿美元,并且从2021年到2026年的复合年增长率为4.8%。

在十三五期间,国内导电胶产量年平均增长为8%~10%,2020年国内导电胶行业产量约为925万吨,预计到2025将突破1200万吨。

根据中金普华产业研究院数据,现阶段中国导电胶产量约占全球总产量的40%左右,但销售额占比仅为26%左右。中国导电胶行业产品主要集中在中低端领域,产品结构亟待调整。

六、市场格局及国内外公司

目前市场上高性能导电胶主要依赖进口,美国的Ablistick和3M几乎占据了所有的IC和LED领域,日本的三键控制导电胶在整个石英晶体谐振器中的应用。

在海外市场中,导电胶生产商主要有:
美国坎特龙(Kemtron)
美国3M
美国Masterbond
美国Epoxy
HB富勒公司
美国罗杰斯公司(Rogers)
美国 Aremco Products
美国创意材料(Creative Materials)
美国优尼韦尔(Uninwell)
陶氏杜邦
德国汉高
德国Panacol公司
荷兰Holland Shielding
日本住友
日本三键(Three-Bond)
日本日立(Loctite)
中国台湾冠品化学(TeamChem)

目前,国内生产导电胶的厂家发展很快,以下是国内部分企业。图片

七、总结

目前,中国胶粘剂的生产工艺技术已取得了长足的进步。以辐射法、紫外光固化法和互穿聚合物网络法等为代表的生产技术,在改进产品性能、提高产品质量方面起到了重要作用,并且耐高温导电胶和无机导电胶也有了新的突破。伴随着新技术的应用与推广,新产品也层出不穷。

要大幅度提高国产导电胶的综合性能,必须从下列几方面着手:

1、开发新体系
寻找新的树脂和固化剂及其配方,制备多功能、高性能的导电胶。银系导电胶有银迁移和腐蚀等作用;铜和镍系导电胶易氧化,电导率较低且固化时间相对较长。因此,聚合物的共混、改性以及由此制备的新型导电聚合物,是近几年来的研究重点之一。

2、开发新型的导电颗粒
制备以纳米颗粒为主的导电填料,以覆镀合金或低共熔合金作为导电填料,并且对导电粒子表面进行活化处理,是制备导电胶的重要条件。

3、研究新的固化方式
室温固化耐高温粘接材料是未来的发展趋势;虽然目前热固化导电胶体系仍占主导地位,但其固化剂及偶合剂等存在污染环境等问题,因此光固化、电子束固化等技术已在涂料、油墨、光刻胶和医用胶等领域中得到广泛应用;另外,微波固化技术,也取得了阶段性的成果;双重固化体系(UV固化+热固化)的开发,也是未来的发展方向。

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