微電子組裝用高性能銀粉導(dǎo)電膠研究.pdf

1、分別以甲基六氫鄰苯二甲酸酐(MeHHPA)和2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)為固化劑和固化促進劑，通過選用不同種類環(huán)氧樹脂、銀粉、添加劑添加水平和增韌劑，制備導(dǎo)電膠，研究了影響導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能、粘結(jié)強度和抗高溫高濕老化性能的關(guān)鍵因素和作用規(guī)律。 利用差示掃描量熱分析(DSC)確定了合理的導(dǎo)電膠固化程序，通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了銀粉的微觀形貌以及銀粉在固化后導(dǎo)電膠中的分布，采用樹脂基體固化收縮率實驗測定了樹脂基體固化前

2、后的體積收縮。利用體積電阻率測試、拉伸剪切強度實驗和85℃/85％RH老化實驗分別對導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能、粘結(jié)強度和抗高溫高濕老化性能進行研究。研究結(jié)果表明： (1)導(dǎo)電膠電導(dǎo)率隨銀粉添加量的增大而增大，而粘結(jié)強度隨銀粉添加量的增大而不斷減小。對于所選體系，滲流閾值在銀粉添加量為60wt％處，此時導(dǎo)電填料所占體積分數(shù)為14.7％，電導(dǎo)率為66.7S·cm-1。 (2)在同種銀粉和相同添加比例下，使用不同環(huán)氧樹脂的導(dǎo)電膠的體積電

3、阻率總體表現(xiàn)為隨樹脂固化收縮率的增大而減小。導(dǎo)電膠的拉伸剪切強度取決于所使用環(huán)氧樹脂的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為隨樹脂固化收縮率的增大而減小。使用不同種類銀粉作導(dǎo)電填料，相同添加比例條件下，銀粉的片狀程度高，體系的導(dǎo)電性能好。同時，連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成會破壞樹脂基體的骨架結(jié)構(gòu)，從而使導(dǎo)電膠的拉伸剪切強度降低。使用粒徑為1μm的銀微粉和片狀銀粉混合添加，可以改善片狀銀粉之間的接觸，提高導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能。勻膠時間對導(dǎo)電膠導(dǎo)電性能的影響說明，對于不同導(dǎo)電膠體

4、系，達到最佳導(dǎo)電性能對應(yīng)的勻膠時間不同。單純依靠勻膠時間并不能使所有導(dǎo)電膠體系中導(dǎo)電填料達到合理均勻分布。 (3)L9(34)正交優(yōu)化實驗表明摻加適量的添加劑可以較大幅度改善導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能和粘結(jié)強度，而且摻加了添加劑的各組導(dǎo)電膠相比于未添加的空白比照組均具有更高的抗高溫高濕環(huán)境(85℃/85％RH)接觸電阻老化性能，后者接觸電阻在老化時間達到一定值后不斷升高。然而，添加劑對于提高導(dǎo)電膠拉伸剪切強度的效果不明顯，原因很可能是鋁合

5、金片相對于銅絲更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。 (4)隨著端羧基丁腈橡膠(CTBN)添加比例的增加，樹脂基體的拉伸剪切強度增大，導(dǎo)電膠拉伸剪切強度下降，導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能變差。CTBN和環(huán)氧樹脂進行預(yù)反應(yīng)的添加方式對導(dǎo)電膠的增韌效果較明顯，但同時使得導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能變差。預(yù)反應(yīng)程度很小的添加方式對導(dǎo)電膠起到的是增塑作用，對導(dǎo)電膠強度提高較少，而對導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性能影響較小。 (5)聚氨酯預(yù)聚體(PPU)對導(dǎo)電膠性能影響與CTBN相似。