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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
高性能導(dǎo)電銀絲
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
此項(xiàng)發(fā)明是為了改善現(xiàn)在所用導(dǎo)電膠中銀填料的顆粒大、耐沖擊性差、導(dǎo)電率低、接觸電阻不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，提高導(dǎo)電膠性能，降低成本。 基本思路:1、減小銀顆粒體積，使之達(dá)到納米級(jí)水平。2、增加銀顆粒不規(guī)則性，使銀離子接觸幾率增大。3、增強(qiáng)納米銀絲穩(wěn)定性，提高導(dǎo)電膠的電阻率，減少銀的用量。
詳細(xì)介紹：
納米銀絲制備計(jì)劃采用的方法是：第一、在適當(dāng)溫度下水溶液中控制銀離子和鹵離子的定向沉淀，使沉淀顆粒的直徑控制在納米級(jí)別。同時(shí)使用一些染料、表面活性劑，咪唑類(lèi)化合物對(duì)顆粒進(jìn)行吸附包殼，防止顆粒的聚集。第二、選用合適的還原劑對(duì)沉淀顆粒進(jìn)行還原，控制適當(dāng)?shù)臈l件，可以使銀離子自發(fā)生成細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)。第三、對(duì)銀絲進(jìn)行沉淀、洗滌，就可以得到絲狀納米銀粒子。 另一方面，由于環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑的固化溫度一般需要130℃以上，時(shí)間需要30min，不僅效率低，耗能大，而且連接線(xiàn)的分辨率也不是很高，只能達(dá)到0.2mm。限制了它在高分子基板上、液晶顯示和電致發(fā)光顯示等對(duì)熱敏感的精密電器上的應(yīng)用。因此，本研究的內(nèi)容是使用光固化型環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑作導(dǎo)電膠的基體材料。它具有固化溫度低，固化時(shí)間短，工藝簡(jiǎn)單，結(jié)點(diǎn)精細(xì)，儲(chǔ)存穩(wěn)定等特點(diǎn)。特別適用于對(duì)高溫敏感的器件的連接。因此本研究項(xiàng)目計(jì)劃采用光固化環(huán)氧樹(shù)脂作為導(dǎo)電膠的基體材料?；竞铣陕肪€(xiàn)是：第一、在環(huán)氧樹(shù)脂分子中引入光聚合性單體，如：甲基丙烯酸及其低級(jí)酯，鄰苯二甲酸二烯丙酯等。第二、向基體中加入光敏劑，如：安息香、甲基乙烯基酮等。光引發(fā)劑，如：偶氮二異丁腈（AIBN）等。以及其它一些添加劑制成光敏環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑。 最后將制備的絲狀銀粒安一定的比例充分混勻到光固化環(huán)氧樹(shù)脂中制成光固化環(huán)氧樹(shù)脂導(dǎo)電膠。 其中的關(guān)鍵技術(shù)在于：（1）最適宜大小和形狀的銀金屬絲的制備。（2）制備性能穩(wěn)定，強(qiáng)度高，耐沖擊性好的光固化環(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑。 由于導(dǎo)電膠還處于研究成型階段，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)內(nèi)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此，研究的產(chǎn)品只能參考同類(lèi)研究的研究報(bào)告及根據(jù)實(shí)際情況制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 導(dǎo)電膠是電子行業(yè)連接技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向，它存在一些巨大的潛在的市場(chǎng)，如：電話(huà)，移動(dòng)通訊器材，電視，廣播，計(jì)算機(jī)，汽車(chē)，醫(yī)療設(shè)備等。因此市場(chǎng)發(fā)展前景巨大。

作品圖片

  • 高性能導(dǎo)電銀絲
  • 高性能導(dǎo)電銀絲

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

通過(guò)特殊的工藝設(shè)計(jì)，制備了絲狀的納米銀導(dǎo)電膠填料。產(chǎn)品用作導(dǎo)電膠的導(dǎo)電填料具有導(dǎo)電率高，用量少，對(duì)粘接性能的影響小等特點(diǎn)。比現(xiàn)在使用的顆粒狀、扁平狀銀填料具有成本及性能上的優(yōu)勢(shì)。其關(guān)鍵技術(shù)在于：通過(guò)在鹵化銀顆粒上沉積生長(zhǎng)點(diǎn)的方法還原鹵化銀，在還原過(guò)程中控制還原強(qiáng)度是鹵化銀的還原在生長(zhǎng)點(diǎn)上進(jìn)行，從而制備出金屬銀絲。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品通過(guò)控制鹵化銀晶體上的定位還原的方法制備具有絲狀結(jié)構(gòu)的納米銀。工藝路線(xiàn)包括：鹵化銀的制備，鹵化銀晶體上活性點(diǎn)的沉積技術(shù)，鹵化銀表面吸附，定向還原技術(shù)等?，F(xiàn)有的制備導(dǎo)電膠銀填料的方法都是采用電解，研磨，還原可溶性銀鹽等方法來(lái)制備的，現(xiàn)有的制備方法制備的填料銀的顆粒較大，形狀有顆粒狀，片狀，樹(shù)葉狀等，接觸面積較小。而本作品制備的絲狀銀的直徑為40-100納米，長(zhǎng)度為3-10μm，比表面積大，顆粒間的接觸幾率大，從而使導(dǎo)電膠的導(dǎo)電幾率得以有效提高。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)合作

作品可展示的形式

實(shí)物、產(chǎn)品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

該法突出的優(yōu)點(diǎn)是： 1.增加銀粒子之間的接觸幾率，減小銀顆粒的體積。2.提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電率，減少銀的用量。3.提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電率和穩(wěn)定性能。4.生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，且無(wú)環(huán)境污染。 經(jīng)濟(jì)效益分析（一噸成品）： （一）固定成本 （二）可變成本 蛋白酶 200元 水電費(fèi)、工資 8000元 氯化鈉 300元 設(shè)備折舊 30元 明膠 100元 銷(xiāo)售費(fèi)用 2000元 對(duì)苯二酚 850元 稅金 35萬(wàn)元 碳酸鈉 120元 硝酸銀 320萬(wàn)元 合計(jì) 356萬(wàn)元 總成本=固定成本+可變成本=356萬(wàn)元 （三）企業(yè)利潤(rùn) 產(chǎn)品售價(jià)：400萬(wàn)元/噸 企業(yè)利潤(rùn)==銷(xiāo)售收入－總成本=400－356=44萬(wàn)元 由以上分析，企業(yè)生產(chǎn)1噸產(chǎn)品可創(chuàng)利潤(rùn)44萬(wàn)元左右，固定資產(chǎn)可形成年產(chǎn)6噸產(chǎn)品，年產(chǎn)值2400萬(wàn)元，稅金約210萬(wàn)元，純利潤(rùn)約264萬(wàn)元。

同類(lèi)課題研究水平概述

30多年來(lái), 導(dǎo)電銀膠都是采用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂的銀粉漿料, 用戶(hù)需將A、B 雙組份混合攪拌均勻才能使用。由于在攪拌過(guò)程中產(chǎn)生的大量氣泡無(wú)法消除, 未使用完的導(dǎo)電銀膠會(huì)自行固化, 從而造成浪費(fèi), 因此單組份無(wú)溶劑導(dǎo)電銀膠是目前應(yīng)用和研發(fā)的重點(diǎn), RFID 用導(dǎo)電銀膠多為單組份。 國(guó)外某企業(yè)生產(chǎn)的RFID用導(dǎo)電銀膠是一種無(wú)溶劑、以銀粉為介質(zhì)的單組份環(huán)氧導(dǎo)電銀膠,具有高純度、高導(dǎo)電性、高可撓性的特點(diǎn), 而且工作實(shí)效長(zhǎng), 導(dǎo)電顆粒非常細(xì)小, 利于印制精細(xì)的天線(xiàn),固化溫度低。 國(guó)外產(chǎn)品的性能特點(diǎn)主要有:固化溫度低，時(shí)間短; 觸變性能好, 印刷性能佳; 導(dǎo)電性佳, 體積電阻率小。相對(duì)而言, 國(guó)內(nèi)由于研發(fā)投入較少, 目前相對(duì)較好的導(dǎo)電銀膠產(chǎn)品的使用性能與國(guó)外產(chǎn)品相比尚存在較大差距。如固化溫度較高，體積電阻率與國(guó)外先進(jìn)水平相比差一個(gè)數(shù)量級(jí) 。導(dǎo)電性差帶來(lái)的直接效應(yīng)是銀膠用量增加, 國(guó)外銀膠制備的RFID 天線(xiàn)厚度僅為5-10μm, 而國(guó)產(chǎn)銀膠則需10-15μm, 導(dǎo)致天線(xiàn)原料成本明顯增加。另外銀膠更多的使用性能指標(biāo)甚至還未提及, 表明國(guó)內(nèi)RFID 用導(dǎo)電銀膠研究尚處于初級(jí)階段, 離應(yīng)用還有較大差距。其主要原因是在于對(duì)這一新興材料重視不夠，投入不足，基礎(chǔ)研究薄弱。 因此我們有必要加大對(duì)導(dǎo)電膠的理論和應(yīng)用的研究，使導(dǎo)電膠向高導(dǎo)電率，低熱阻，更可靠的方向發(fā)展，以提高我國(guó)電子制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。 現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的導(dǎo)電膠主要是添加型的，由膠粘劑和導(dǎo)電材料組成，所使用的膠粘劑主要有環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂以及他們的改性樹(shù)脂。導(dǎo)電材料有金屬粉、石墨粉、碳粉等。其中金屬粉的應(yīng)用最廣，金屬粉包括：金、銀、銅、鋁、以及他們的合金。綜合性能和價(jià)格因素，使用最廣的填料是銀。銀粉是通過(guò)球磨或電解得到的。形狀一般是球狀、樹(shù)枝狀和鱗片狀。顆粒大小在0.2μm～3.0μm以上，有的在5.0μm～8.0μm以上。由于填充顆粒較大，不僅影響了導(dǎo)電膠的強(qiáng)度、導(dǎo)電率和耐沖擊強(qiáng)度，而且銀的用量大大增加，因此要提高導(dǎo)電膠的整體性能，研究銀填料的制備方法是非常必要的。
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