Электропроводящий клей Советский патент 1983 года по МПК C09J3/16 

Изобретение относится к радиоэлектронной технике и может найти применение, в частности, при изгото лении электропроводящих клеев для .создания электропроводящих контакто и коммуникаций, а также для нанесен топологии схем на печатные платы ме тодом трафаретной печати. Известны токопроводящие клеевые композиции, содержащие органические смолы, а в качестве электропроводяп их композиций неблагородные металлы: бронзу, никель. Известна электропроводящая компо зиция содержащая вес.%: ( Полимерное термореактивное связующее 13-21 Полиэтиленполиамин 1,5-2,0 .0,002-0,01% электролитический раствор серебра в этиловом спирте 6,0-8,0 Порошкообразный никельОстальное Недостатками данного состава, явл ются низ.кая прочность клеевого сред нения, малое время жизни, а также с держание в клее серебра, увеличиваю щего его себестоимость. Известна «также композиция для эле тропроводящего покрытия C2j, в сост которой входят, вес,ч.: Порошковый термопласт15-27Порошкообразная медь 70-80 П-Диоксибензол 3,0-5,0 Недостатком указанной композиции является то, что в качестве полимерного связукяцего используют порошковы термопласт. Подобные композиции неудобны в производстве, так как их н , носят методом порошкового напыления электростатическом поле. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предлагаемому составу является.электропроводящий клей З , включающий, вес.ч.: Эпоксидный ОЛИгомер14,0-18,0 БутоксиКрезолформальдегидная смола 1,0-2,0 Порошкообразный никель 70,0-85,0 Растворитель Смесь толуол и зтилцеллозольваНедостатком данного клея является длительное время отверждения при ком натном давлении в течение 10 ч при , либо 5 ч при 220с, непрерывн и, кроме , довольно высокое удел ное сопротивление клея /2-4/10Ом/см Цель изобретения - сокращение вре мени отверждения, повышение электропроводности и улучшение технологичес ких свойств клеи. Поставленная цель достигается тем, что электропроводящий клей, включающий эпоксидный диановый олигомер, фенолформальдегидную реэольную смолу, порошкообразный металл и органический растворитель, содержит в качестве порошкообразного металла порошкообразные олово и металл, выбранный из группы, включающей медь, бронзу и никель., и дополнительно порошкообразный свинцово-оловянный припой, содержащий 67,0-69,5 мас.% свинца, 2931 мас.% олова и 1,5-2,0 мас.% сурьмы, уксуснокислую соль триэтаноламина, о-диоксйбензол и ланолин при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Эпоксидный диановый олигомер .11,85-12,05 Фенолформальдегидная резольная смола 2.00-3,25 П-Диоксйбензол О, §5-1,05 Уксуснокислая соль Триэтаноламина 0,95-1,05 Ланолин0,95-1,05 Порошкообразный металл, выбранный из группы, включающей медь,, бронзу и никель33,80-37,36 Порошкообразное олово9,5-10,5 Порошкообразный свИнцово-олЬвянный припой,содержащий 67,069,5 мас.% свинца, 29-31 мас.% олова . . и 1,5-2,0 мас.% сурьмы13,00-14,37 Органический ; растворитель 22,00-24,32 Свинцово-оловянный припой соответствует ГОСТу-21931-7б и допускает колебания количества свинца, олова и сурьмы соответственно 67,0-69,5, 29,0-31,0 1,5-2,0. Существенное повышение электропроводности токопроводящей.массы достигается за счет сближения частиц металлического наполнителя до непосредственного контакта друг с другом. В этом случае электрический ток протекает через непрерывную цепь контактов. Однако если количество метгшлического наполнителя превысит 400 вес.ч. на 100 вес.ч. эпоксидной смолы, масса становится резко неоднородной и рассыпается при ее нанесении, ухудшается механическая прочность клеевых соединений. Для создания непрерывной цепи контактов э состав клея вместе с мелког диепёрсной медью (бронзой или никелем ) вводят порошкообразное олово и порошкообразный свинцово-оловянный припой с уксуснокислой солью триэта-; ноламина. Сочетание порошка оловянного и оловянно-свинцового припоя берется с целью снижения температуры пайки. Температура плавления порошка оловянного ,. припоя -25Q°G. Сочетание оловянного порсяика и припоя позволяет получить температуру 5 пайки 215-220 С. Испрльзовавие только порошка оловянногоснижает механическую прочность слоя частиц между собой и, следовательно, всего клеевого соединения.10

При нагревании уксуснокислая соль триэтаноламина разлагается нй уксусную кислоту и триэтаноламин. В результате происходит пайка меди (бронзы или никеля припоем из смеси 15 порошков оловянного и оловянно-свинцового припоя. Частицы спаиваются между собой, образуя непрерывную цепь контактов. Пайка и отверждение осуществляются одновременно при 215- 20 (температуре пайки).

В качестве отвердителя эпоксидной смолы используют фенрлформальдегидную смолу, в качестве растворителя может быть использован,-Например, этилдел- 25 лозОЛЬв.В процессе пайки и полимеризации окисную пленку на поверхности меди (бронзы, никеля )восстанавливают пара-Диоксибензолом, что приво дит к повышению электропроводности.

Клеевой состав наносят на склейваемые поверхности, прикладывают давление и выдерживают .при 215-220 с в течение 2-3 мин.При нанесении топологии схемы через трафарет режим отверждения и время 35 остаются теми же. В этом случае кон- тактное давление при полимеризации не : прикладывают.

Адгезионная прочность предлагаемого клея составляет 250-300 кг/см-, удель-40 ное е сопротивление - не менее Ь х 10 Ом/см. Время отверждения составляет 2-3 мин при 215-220С. .

П р и м е р 1. Керамический :бараба:м на 2/3 объема загружают алундовы-45 ми шарами и раздробленной фенолформальдегидной смолой в соотношении смола шары как Is2 соответственно. Помол смолы ведут на двухвалковой мельиице в течение 4ч. После помола проиэво- сп дят просев смолы.Приготовление j Kcycнокислой соли триэтаноламина производят в некоррозионной таре. Уксусную кислоту и триэтаноламин берут в соотношении соответственно. Все Koi поненты электропроводящего клея берут в следующем соотношении, ,:

Эпоксидный олигомер 11,85 Фенолформальдегидная

резольная смола . 2,0 п-Диоксибензол0,95

Уксуснокислая соль триэтаноламина 0,5 Ланолин0,95

Порошкообразная медь 33,8 Порошкообразное олово9,5

Порошкообразный свинцово-оловянный припой 13,0 Этилцеллозольв 22,0 емесь тщательно перемешивают.Полимеризацию клея-производят при 215- . 220°С в течение 2-3 мин. Адгезионная прочность составляет 250-300 кг/см 2, удельное электрическое сопротивление5-10- Ом/см. - :

Пример 2. Технология приготовления электропроводящего клея по рецепту 2 та же, что и по рецепту 1 Компоненты клея берут в следующем соотношении , вес . ч ,:

Э по ксидный ОЛИ го мер 12,05 Смола фёнолформаль- , дегидная резольная 2,526 tп-Диоксибензол IfO Уксуснокислая соль триэтаноламина 1,0 Ланолин1j О

Мелкодисперсная бронза35 ,-58

Порошкообразное олово 10,0 Порошкообразный свинцовр-оловянный припой Эт.илцеллоэольв 23,164 Пример 3. Технология приготовления электропровдящего клея по р цепту 3 та же, что и по рецепту 1. Компоненты электропроводящего клея в следующем соотношении, .: . Эпоксидный сополимер 12,05 Смола фенолформальдегидн&я резольная 3,25 I п-Диоксибензол 1,05 Уксуснокислая соль триэтаноламина -1,05 Ланолин.1,05

Порошкообразный никель 37,36 Порошкообразное олово 10,5 Порошкообразный евинцово-оловянный припой 14,37 .. ЭтилцеллозольБ 24,32 Техническая характеристика предлагаемого электропроводящего клея по примерам 1-3 в сравнении с существующими композициями l3rC2 и -Сз (с.1) дана в таблице. Известная 1,5-2 1 2 3 Не менее 2 ,4 -10 1 мес.

Предлагаемая-5 -10 1,5-2100-20

ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЙ КЛЕЙ, включающий эпоксидный дйановый опиго мер, фенолформальдегидную резольную , смолу, порошкообразный металл и ор- . ганический растворитель, о т л и чающийся тем, что, с целью сокращения времени отверждения, по,вышения электропроводности и улучшения технологических свойств, он содержит в качестве порошкообразного металла порошкообразные олово и металл, выбранный ИЭ группы, включаю-, щей медь, бронзу и никель, и дополнительно порошкообразный свинцовооловянный припой, содержащий 67,0- .. мае.% свинца, 29-31 мас.% ortoва и 1,5-2,0 мае,% сурьмы ,уксуснокислую -диоксибензол соль триэтаноламина, п и ланолий при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Эпоксидний дйановый 11,85-12,05 олигомер Фенолформальдегидная 2,00-3,25 резольная смола h-ДиоксибензЬл 0,95-1,05 Уксуснокислая соль 0,95-1,05 триэтаноламина ... 0,95-1,05 Ланолин . Порошкообразный металл, выбранный из группы, включающей Медь, бронзу и ни33,80-37,36 Щ кель Порсядкообразное 9,5-10,5 олово Порошкообразный свинцово-оловянный припой, содержащий 67,0-69,5 мас.% свинца /мае.% олова и 1,5-2 мас.% 13,00-14,37 сурьмъ сд Органический раство22,00-2,4,32 hD СЛ ритель 00 ьэ

В предлагаемом электропроводящем хлее время отверждения намного снижено , электропроводность увеличена, улучшены технологические свойства клея (вязкость и эластичность клея, а.также достаточно большое время жизни позволяет осуществлять автоматизацию и механизацию процесса нанесения клея ). Электропроводность. клея, содержащего серебро,выше, однако недостатком данного состава является низкая прочность клеевого соединения, малое время жизни, а

также содержание в клее серебра,увеличивающего его себестоимость.

Механическая прочность клеевых композиций, а также адгезия зависят от соотнесения смолы и металлического наполнителя,которое должно быть в пределах It4 соответственно. Если количество напелнителч больше, то ухуда1ает«сА механические характеристики клеевого соединения. Адгезия и механическая пррчность в предшагаемом составе увеличены также за счет образования спая.между частицс1ьда металлического наполнителя