半导体封装胶水介绍-导电机理

2020-06-30 17:46:54 此文源自知乎,作者:Colin Wu2020 20

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导电胶是一种固化后可以导电,导热的胶粘剂。相比于传统的焊料:

-a. 无铅环境友好,固化温度低,特别适合热敏材料粘接,同时作业简单

-b基体是高分子材料,具有良好的柔性和抗疲劳性,自身密度低,更适合现代微电子产业发展趋势。

1. 导电胶分类:

可分为各向同性导电胶(ICA,所有方向导电)与各向异性导电胶(ACA,在Z方向导电)两大类 

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2.导电胶组成:

由基体树脂、导电填料(金粉/银粉/银包铜等)、固化剂/助剂等组成;通过基体树脂固化,将导电离子结合到一起,形成导电/导热通路

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3. 导电机理:

3.1 渗流理论 1970s: 当导电离子含量达到渗流阈值后,导电胶体积电阻急剧降低,之后随着填料增加,电阻略有下降趋于稳定

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3.2隧道/场致发射导电: 热振动或者导电粒子之间的强大电场可以引起电子迁移,进而形成导电通路。
用透射电镜观察导电胶内部发现,导电填料颗粒之间存在很多细小的间隙,连续完整的链状导电通路很少,渗流理论没有考虑到以上。

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导电胶SEM形貌

其他复杂的模型就不介绍了,脑壳痛

4.导电性的影响因素:

4.1 导电填料尺寸/形貌:
- 同等情况下,片状银粉导电性优于球状银粉;不过通常会片状与球形混用提高导电性

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纳米银粉

4.2 导电填料表面改性:
-制备过程中,为防止填料在球磨过程中冷焊,通常加入润滑剂,而润滑剂不导电

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4.3 偶联剂: 偶联剂主要是改善树脂/填料的相容性,促进填料分散提高导电性

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4.4 纳米导电填料:纳米银粉通常可以在微米银粉间低温烧结,从而显著提高导电/导热性

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半烧结 semi-sintering

4.5.树脂体系:
- 提高树脂收缩率,相当于提高填料含量,不过有可能造成固化连接器件应力增大

此文源自知乎,作者:Colin Wu2020

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