تهيه چسب هاي رساناي الكتريكي بر پايه رزين پلي متيل متاكريلات حاوي پودر مس پوشش­يافته با قلع

Preparation of electrically conductive adhesives based on poly methyl methacrylate resin containing tin-coated copper powder

آلياژهاي مبتني بر سرب، به ويژه لحيم‌هاي قلع- سرب اثرات مخربي بر موجودات زنده و محيط زيست دارند. چسب­هاي رساناي الكتريكي كه به عنوان جايگزيني براي لحيم كاري­هاي مبتني بر سرب استفاده مي‌شوند، كامپوزيت­هايي هستند كه از يك بستر پليمري به عنوان ماده چسبنده و پركننده­هاي رسانا براي هدايت الكتريسيته تشكيل شده ­اند. در پژوهش حاضر، چسب كامپوزيتي رساناي الكتريسيته با استفاده از رزين پلي متيل متاآكريلات به عنوان ماتريس پليمري و ذرات پودر مس پوشش يافته با فلز قلع به عنوان پركننده تهيه شد. ويژگي‌هاي چسب كامپوزيتي تهيه شده با آزمون‌هاي مختلف، نظير طيف پراش پرتو ايكس(XRD)، ميكروسكوپي الكتروني پويشي(SEM)، تجزيه گرماوزن­سنجي، اندازه گيري مقدار مقاومت الكتريكي و ميزان چسبندگي مورد ارزيابي قرار گرفت. تصاوير SEM نشان داد، مسيرهاي رسانايي به خوبي در ماتريس پليمري ايجاد شده‌اند. با افزودن پركننده رسانا، ميزان چسبندگي از MPa 78/3 به MPa 21/3 كاهش مي­يابد، اما اين مقدار چسبندگي اغلب براي اتصال قطعات الكترونيكي مناسب است. همچنين با افزودن پركننده رسانا، پايداري گرمايي ماتريس پليمري چسب افزايش يافت. در نهايت، بررسي خواص الكتريكي اين چسب كامپوزيتي نشان داد، با افزايش مقدار پركننده تا70درصد وزني از پودر مس پوشش ­يافته با قلع كمترين مقاومت الكتريكي Ω.m10-5× 84/1 به دست آمد.

Lead-based alloys, especially tin-lead solders are the conventional materials which have destructive effects on living organisms and the environment. Electrical conductive adhesives, used as replacement for lead-based solders, are composites comprised of a polymer matrix as adhesive material and conductive fillers for conduction of electricity. In this research conductive adhesives were prepared using polmethyl methacrylate resin as the polymer matrix and various amounts of tin-coated copper powder as conductive filler. The copper powder was coated with tin using electroless plating. The structural properties of the filler were characterized by X-ray powder diffraction analysis. The morphology of the samples was investigated by scanning electron microscopy. The conductive properties, adhesion strength and thermal stability of adhesives were also evaluated. The conductive adhesive containing 70 percent by weight of tin-coated copper powder showed optimum properties. For this sample an electrical resistivity of 1.84 × 10-5 Ω.m and an adhesion strength of 3.21 MPa were obtained.