新型各向異性導電膠的研究.pdf

1、近年來，各向異性導電膠(ACA)作為一種新型的可用于微電子組件制造工藝中的連接材料，以其具有柔性連接、低溫鍵合、低污染、低成本、適合于高密度、極細間距的封裝連接可取代傳統(tǒng)的錫鉛焊料連接材料等顯著優(yōu)點，倍受人們的青睞。尤其是，以外鍍金屬層聚合物微粒作為填充材料制備的各向異性導電膠倍受關注。為了提高各向異性導電膠的穩(wěn)定性和降低其成本，本文開展了各向異性導電膠的制備及性能研究工作。 1、研究了利用非貴金屬活化的化學鍍工藝制備ACA用新

2、型導電粒子——銀/銅/聚合物基復合導電顆粒。借助光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)和X射線能譜(EDS)、熱重儀分別對復合導電粒子的形貌、成分、抗氧化性進行了分析。本實驗所制備的銀/銅/聚合物基復合導電粒子的金屬層厚度近似為0.93～0.94 μm，平均電阻率為4.5×10<'-3>Ω·cm；熱重分析后，其電阻率由3.2×10<'-3>～6.1×10<'-3>Ω·cm變?yōu)?.8×10<'-3>～7.0×10<'-3>Ω·cm，電阻率變化小于

3、20％，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化性能。 2、利用所制備的新型導電粒子——銀/銅/聚合物基復合導電顆粒，選用雙酚A環(huán)氧樹脂作為導電膠基體，以改性胺為固化劑，并添加其它助劑制備了各向異性導電膠。實驗結果表明，所制備的各向異性導電膠的電性能好(接觸電阻值低于0.2Ω)、具有較好的熱穩(wěn)定性，經(jīng)過100 h的高溫實驗，其電阻變化率小于20％。利用紅外光譜(IR)，研究了環(huán)氧樹脂的固化機理。研究結果表明，環(huán)氧樹脂與改性胺固化劑反應時，不但形成了胺

4、網(wǎng)狀結構，同時也形成了醚網(wǎng)狀結構，因而進一步增大了基體膠的內(nèi)聚力，提高了粘接強度。同時研究了固化溫度、固化時間、粘接壓力以及導電填料、硅烷偶聯(lián)劑、增韌劑的添加量等工藝參數(shù)對導電膠的粘接強度、導電性以及可靠性的影響，得到了最佳的工藝參數(shù)。并分析了偶聯(lián)劑的分散和偶聯(lián)機理，得出了偶聯(lián)劑通過在導電粒子、被粘接物與環(huán)氧樹脂基體的界面間架成“分橋”，從而把兩種性質(zhì)完全不同的材料連接在一起，實現(xiàn)導電粒子在體系中的分散均勻性和基膠與被粘接物的偶聯(lián)作用。

5、 3、運用DSC測試手段對環(huán)氧樹脂固化動力學進行了分析,得到了環(huán)氧樹脂固化反應表觀活化能為207.85 kJ/mol，反應級數(shù)為1.34以及固化反應速率方程式為-da/dt=3.88×10<'8>exp(-25000/T)(1-a)<'1.34)，說明了固化溫度對固化反應有較大的影響。4、利用有限元分析方法對外鍍金屬層聚合物微粒的機械性能進行了模擬研究，得到接觸壓力與導電顆粒形變的關系為：當ε<,s>≤10％，微球的接觸壓力與其