电子封装连接用中温固化型各向同性导电胶的开发

摘要

论文在简要介绍了一种新型电子封装连接无铅材料导电胶之后，从各向同性导电胶（IsotropicConductiveAdhesives）材料的开发和研究入手开展了以下两个方面的工作：一种单组分、中温固化、适用于印刷或点胶的膏状银导电胶的开发；各向同性导电胶中新型填充粒子片状镀银铜粉的开发及镀银铜粉导电胶的合成。自主开发了一种单组分中温固化银导电胶配方及其制备工艺过程。首先综合叙述了银导电胶各构成原材料和各原材料的选用原则；然后采用正交实验确定了树脂基体各组分的最佳质量配比为，环氧树脂：固化剂：促进剂＝100：85：0.5。并对粒径5μm～8μm片状银粉的最佳填充量进行实验，得出最佳质量填充百分比为72﹪。研究了添加剂对银导电胶进行性能的影响：偶联剂（KH-550）的添加改善了导电胶的粘结强度；消泡剂（SYNTHRON）的添加减少了导电胶内部空洞；防老剂（TNPP）的添加使导电胶的耐候性更强。并对自制银导电胶的导电性、剪切强度、固化等性能进行了测试。采用直测法和四点探针法对自制银导电胶的导电性进行了测试；采用差势扫描量热法（DSC）对自制银导电胶的固化过程进行分析研究；采用瑞格尔拉伸剪切试验仪对自制银导电胶的强度进行测试。研究了树脂基体各组分对银导电胶强度、固化速度和适用期的影响关系，结果表明：促进剂用量为树脂基体的适用期和固化时间的主要影响因子，促进剂多，适用期变短，同时固化时间也会缩短；促进剂少，适用期变长，同时固化时间也会变长。固化剂量为树脂基体固化物强度的主要影响因子，固化剂量在最佳值附近时得到的树脂基体固化物强度最高。同时研究了银粒子形态和粒径大小对银导电胶性能的影响，研究表明：银粒子以片状时粒子间接触面积大，导电胶体电阻率最低，而银粒子粒径在2μm～8μm时，银导电胶电阻率可达10－4W.cm以下。制备了一种运用于各向同性导电胶中的新型填充粒子－银包铜粉。采用多次化学置换的方式对片状铜粉表面进行化学镀银，制得该新型填充粒子，其铜粉表面银包覆率在90﹪以上。同时研究了该填充粒子的抗氧化性和耐银迁移性，并与纯铜粉和银导电胶进行对比，结果表明该新型填充粒子性能更为优异。最后采用该新型填充粒子初步合成制备了镀银铜粉导电胶，其电阻率可以达8.5×10－4W.cm，基本满足电子工业对导电胶电阻率的要求，在各向同性导电胶中将会有较为广阔的研究意义。