导电油墨和SMT导电弹性体及其制备方法与流程

本发明涉及导电材料领域，尤其涉及一种导电油墨和smt导电弹性体及其制备方法。

背景技术：

smt称为表面贴装或表面安装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺。它是一种将表面组装元器件安装在印制电路板(pcb)的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。为了防止表面组装元器件之间的相互干扰，这些器件的外部通常包覆有导电弹性体，为不同器件之间提供缓冲作用，同时导电弹性体遇到电波时则会根据其物体的性质而进行反射，起到导电屏蔽作用。

目前包覆型导电弹性体在制备时，一般是在硅胶表面包覆镀铜或镀锡的聚酰亚胺(pi)薄膜层。如申请号为201820302693.3的中国专利所公开的一种耐高温高弹导电电磁屏蔽smt泡棉。现有的包覆型导电弹性体的制备工艺存在以下缺点：pi材料需要先镀铜或镀锡，或者采用热包裹加工方式在其表面包覆一些材料，成本增加，工时增加，且包裹加工方式存在产品分层和炸裂风险。此外，现有的包覆型导电弹性体在安装至pcb等基板表面后，一旦受到挤压，其在压力作用下会发生变形并倾斜，干涉和影响其他元器件。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种导电油墨和smt导电弹性体及其制备方法，本发明的导电油墨可耐250-300℃高温，导电性好，本发明的smt导电弹性体在制备时采用上述导电油墨喷涂后形成导电涂层，该工艺优化了制程，降低了成本，所制备的smt导电弹性体屏蔽效能和导电性高，缓冲效果好。

本发明的第一个目的是公开一种导电油墨，以其总重为基准，包括以下质量分数的组分：

导电金属粉末5-10％，导电碳粉10-30％，双酚a型环氧树脂10-20％，固化剂0.5-5％，助剂0.5-5％，有机溶剂30-50％；

其中，导电金属粉末为铜粉、铝粉或镍粉；导电碳粉为碳纳米管、导电石墨、导电炭黑和乙炔黑中的一种或几种。

进一步地，固化剂为胺类固化剂、咪唑类固化剂和酸酐类固化剂中的一种或几种。优选地，胺类固化剂选自三聚氰胺，咪唑类固化剂选自苯并咪唑，酸酐类固化剂选自马来酸酐。

进一步地，助剂为分散剂、稳定剂、成膜剂、偶联剂、增塑剂、消泡剂、增稠剂、流平剂和触变剂中的一种或几种。优选地，助剂选自分散剂、消泡剂、流平剂和触变剂中的一种或几种。

进一步地，有机溶剂为甲醇、乙醇、正丁醇、乙酸乙酯、丁酮、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

本发明的第二个目的是公开一种smt导电弹性体的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供一挤出硅胶，挤出硅胶包括硅胶本体及硅胶本体内的中空部，硅胶本体的横截面大致呈梯形，硅胶本体上两个相对的侧壁设有凹陷部，凹陷部朝向硅胶本体内部凹陷；

(2)将本发明的上述导电油墨喷涂在硅胶本体表面，然后在80-120℃下烘烤5-15min，以在硅胶本体表面形成耐高温导电涂层，耐高温导电涂层的厚度为5-50微米；

(3)在耐高温导电涂层的部分表面贴附耐高温铜箔胶带，得到smt导电弹性体。

进一步地，在步骤(2)之前，还包括清洗挤出硅胶表面，然后涂覆硅胶处理剂的步骤。

进一步地，硅胶处理剂为3m94底涂剂。

进一步地，在步骤(2)中，采用空气旋转喷淋法进行喷涂，导电油墨的粘度为100-500cps。

进一步地，在步骤(2)中，耐高温导电涂层可耐受温度为250-300℃。

进一步地，在步骤(1)中，硅胶本体上开设有凹槽，凹槽沿硅胶本体的轴线方向延伸。凹槽的横截面呈弧形。凹槽的设置，使得smt导电弹性体所包覆的产品在被压缩时，减小应力拉伸，使产品更容易压缩。

进一步地，凹槽位于大致呈梯形的硅胶本体的底边中部。

进一步地，在步骤(3)中，耐高温铜箔胶带可耐受温度为20-280℃，厚度为50-200μm，耐高温铜箔胶带位于硅胶本体底边上。

进一步地，耐高温铜箔胶带位于凹槽的两侧。

本发明的第三个目的是要求保护一种采用上述制备方法所制备的smt导电弹性体，smt导电弹性体包括硅胶芯，硅胶芯表面包覆有耐高温导电涂层，耐高温导电涂层的部分表面包覆有耐高温铜箔胶带；硅胶芯包括硅胶本体及硅胶本体内的中空部，硅胶本体的横截面大致呈梯形，硅胶本体上两个相对的侧壁设有凹陷部，凹陷部朝向硅胶本体内部凹陷。

进一步地，硅胶本体上开设有凹槽，凹槽沿硅胶本体的轴线方向延伸。凹槽的横截面呈弧形。凹槽的设置，使得smt导电弹性体所包覆的产品在被压缩时，减小应力拉伸，使产品更容易压缩。

进一步地，耐高温导电涂层的厚度为5-50微米。

进一步地，凹槽位于大致呈梯形的硅胶本体的底边中部。

进一步地，耐高温铜箔胶带位于凹槽的两侧。

进一步地，耐高温铜箔胶带的可耐受温度为20-280℃，厚度为50-200μm。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明的导电油墨可耐高温，导电性能好。

本发明的制备方法中，不需在挤出硅胶表面镀铜镀镍后形成导电层，而直接在硅胶表面喷涂本发明的导电油墨形成耐高温导电涂层，涂层均匀，附着力更强，不会出现与硅胶分离现象，制程更优化，该工艺替代镀铜或镀锡的pi或材料热包裹加工方式，节约了成本和工时。传统的镀铜或镀锡的pi在其表面镀层破损后，导电和屏蔽性能会降低，而本发明采用锡箔替代后，使smt导电弹性体的导电性及屏蔽效果更高且更稳定。

本发明通过在smt导电弹性体的硅胶本体上两个相对的侧壁设置凹陷部，当smt导电弹性体包覆的产品受到外力挤压时，产品不会向两相对的侧面倾斜，避免其干涉和影响其他电子元器件；通过在smt导电弹性体中设置中空部，使得smt导电弹性体的压缩性能效果更好，使其受到挤压时分散应力，缓冲密封效果更好。

本发明的产品可应用于smt回流焊过程中，用于pcb板等各种基板的表面，可耐高温，过回流焊，在此过程中起到导电屏蔽及缓冲作用。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明smt导电弹性体的立体结构示意图；

图2是本发明smt导电弹性体的横截面示意图；

附图标记说明：

1-硅胶本体；2-耐高温导电涂层；3-耐高温铜箔胶带；10-中空部；11-凹槽；12-凹陷部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

一种导电油墨，以其总重为基准，包括以下质量分数的组分：

导电金属粉末10％，导电碳粉10％，双酚a型环氧树脂20％，固化剂5％，助剂5％，有机溶剂50％；

其中，导电金属粉末为铝粉；导电碳粉为碳纳米管、导电石墨、导电炭黑和乙炔黑。

固化剂为三聚氰胺。助剂由等量的分散剂(byk110)、消泡剂(byk051、byk052)、流平剂(byk361n)和触变剂(气相二氧化硅)组成。有机溶剂为甲醇和甲苯。

实施例2

一种导电油墨，以其总重为基准，包括以下质量分数的组分：

导电金属粉末10％，导电碳粉30％，双酚a型环氧树脂20％，固化剂5％，助剂5％，有机溶剂30％；

其中，导电金属粉末为铜粉；导电碳粉为碳纳米管、导电石墨、导电炭黑和乙炔黑。

固化剂为苯并咪唑。助剂由等量的分散剂(byk110)、消泡剂(byk051、byk052)、流平剂(byk361n)和触变剂(气相二氧化硅)组成。有机溶剂为正丁醇和乙酸乙酯。

实施例3

一种导电油墨，以其总重为基准，包括以下质量分数的组分：

导电金属粉末5％，导电碳粉30％，双酚a型环氧树脂10％，固化剂3％，助剂3％，有机溶剂49％；

其中，导电金属粉末为镍粉；导电碳粉为碳纳米管、导电石墨、导电炭黑和乙炔黑。

固化剂为马来酸酐。助剂由等量的分散剂(byk110)、消泡剂(byk051、byk052)、流平剂(byk361n)和触变剂(气相二氧化硅)组成。有机溶剂为丁酮和甲苯。

实施例4

本发明的一种smt导电弹性体(图1-2所示)的制备方法，步骤如下：

(1)采用挤出机制备挤出硅胶，然后清洗挤出硅胶表面，再在挤出硅胶表面刷一层硅胶处理剂(3m94底涂剂)，以增加后面喷涂时，导电油墨和硅胶的附着力。其中，挤出硅胶包括硅胶本体1及贯穿硅胶本体1内的中空部10，硅胶本体1和中空部10的横截面大致呈梯形，梯形的四个角为圆角。硅胶本体1上两个相对的侧壁设有凹陷部12，凹陷部12朝向硅胶本体1内部凹陷。硅胶本体1底边的中部开设有凹槽11，凹槽11的横截面呈弧形，凹槽11沿硅胶本体1的轴线方向延伸。

(2)将实施例1中的导电油墨粘度调整为100cps，然后将其喷涂在硅胶本体表面：将挤出硅胶置于箱体中室温作业，采用空气旋转喷淋法进行喷涂，喷涂一次所形成的涂层厚度约为3～5微米，在涂层预固化后重复喷淋多次，然后在80℃下烘烤15min，以在挤出硅胶表面形成厚度为5微米的耐高温导电涂层2。

(3)在位于挤出硅胶底边的耐高温导电涂层2的表面贴附耐高温铜箔胶带3，得到smt导电弹性体。

实施例5

本发明的一种smt导电弹性体的制备方法，步骤如下：

(1)采用挤出机制备挤出硅胶，然后清洗挤出硅胶表面，再在挤出硅胶表面刷一层硅胶处理剂(3m94底涂剂)，以增加后面喷涂时，导电油墨和硅胶的附着力。其中，挤出硅胶包括硅胶本体及贯穿硅胶本体内的中空部，硅胶本体和中空部的横截面大致呈梯形，梯形的四个角为圆角。硅胶本体上两个相对的侧壁设有凹陷部，凹陷部朝向硅胶本体内部凹陷。硅胶本体底边的中部开设有凹槽，凹槽的横截面呈弧形，凹槽沿硅胶本体的轴线方向延伸。

(2)将实施例2中的导电油墨粘度调整为300cps，然后将其喷涂在硅胶本体表面：将挤出硅胶置于箱体中室温作业，采用空气旋转喷淋法进行喷涂，喷涂一次所形成的涂层厚度约为3～5微米，在涂层预固化后重复喷淋多次，然后在100℃下烘烤10min，以在挤出硅胶表面形成厚度为30微米的耐高温导电涂层。

(3)在位于挤出硅胶底边的耐高温导电涂层的表面贴附耐高温铜箔胶带，得到smt导电弹性体。

实施例6

本发明的一种smt导电弹性体的制备方法，步骤如下：

(1)采用挤出机制备挤出硅胶，然后清洗挤出硅胶表面，再在挤出硅胶表面刷一层硅胶处理剂(3m94底涂剂)，以增加后面喷涂时，导电油墨和硅胶的附着力。其中，挤出硅胶包括硅胶本体及贯穿硅胶本体内的中空部，硅胶本体和中空部的横截面大致呈梯形，梯形的四个角为圆角。硅胶本体上两个相对的侧壁设有凹陷部，凹陷部朝向硅胶本体内部凹陷。硅胶本体底边的中部开设有凹槽，凹槽的横截面呈弧形，凹槽沿硅胶本体的轴线方向延伸。

(2)将实施例3中的导电油墨粘度调整为500cps，然后将其喷涂在硅胶本体表面：将挤出硅胶置于箱体中室温作业，采用空气旋转喷淋法进行喷涂，喷涂一次所形成的涂层厚度约为3～5微米，在涂层预固化后重复喷淋多次，然后在120℃下烘烤5min，以在挤出硅胶表面形成厚度为50微米的耐高温导电涂层。

(3)在位于挤出硅胶底边的耐高温导电涂层的表面贴附耐高温铜箔胶带，得到smt导电弹性体。

本发明实施例4-6制备的smt导电弹性体可以过smt回流焊制程，在此过程中，smt导电弹性体可以耐280℃5min以上。屏蔽效能效能额可以达到>60db。产品的导电性高，产品压缩了25％时，其电阻<0.08ω。并且导电涂层和硅胶的附着力更好。导电性能更稳定。

以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。