固化工艺对银导电胶导电性能的影响-论文.pdf

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1、2014年8月第23卷第8期中国胶粘剂Vo1．23No．8，Aug．2014CHINAADHESIVES(447)一27一固化工艺对银导电胶导电性能的影响熊娜娜，王美娜，张汉平。，杨师勇，谭，王悦辉，李晶泽(1．电子科技大学微电子与固体电子学院，电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都6100542．电子科技大学中山学院化学与生物工程学院，广东中山528402)摘要：以微米银粉为导电填料、环氧树脂(EP)为基体，制备了银导电胶。研究了固化条件和后固化热处理对银胶导电性能和微观结构的影响。结果表明：当固化温度为150℃时，银胶固化18min时出现电阻，固化63min时体积电阻率降至8．33x1

2、0Q·cm；当固化温度为180℃时，银胶固化5rain时出现电阻，固化30rain时体积电阻率降至7．5lx10Q·em。低温长时间固化有利于提高银胶的导电性能，高固化温度有利于提高低银粉含量银胶的导电性能，后固化热处理对已固化完全样品的导电性能和微观结构影响不大。关键词：银导电胶；固化；后固化热处理；体积电阻率中图分类号：TQ433．437：TQ437．6文献标志码：A文章编号：1004-2849(2014)08—0027-040前言响较大；Falat等研究发现，后固化热处理可明显提导电胶是电子元器件的发展基础，也是封装、高低导电填料含量导电胶的导电性能；Gao等也互联的关键材料，主要应用于

3、表面封装和制造敏感研究了后固化热处理对导电胶电性能的影响，并发元件等电子行业的各个领域。作为锡铅焊料的替代现后固化热处理后，导电胶电阻率的变化受后固化品，导电胶具有环境友好、加工过程简单等优点～。前固化温度的影响较大。迄今为止，固化条件对导近年来，随着信息产业的高速发展，电子器件正在电胶导电性能等影响的原因还不是十分明确，故本向微型化、精密化和柔性化等方向发展；另外，国内研究以商用微米银粉为导电填料、环氧树脂(EP)为外很多科研机构对导电胶的开发和应用产生了浓有机载体制备了导电银胶，研究了固化条件和后固厚兴趣，并且导电胶也正朝着使用工艺更简化、化热处理对银胶导电性能和微观结构的影响，并探性能更

4、强、可靠性更高和成本更低的方向发展。讨了体积电阻率与固化条件等关系。导电胶一般由导电填料(金、银、铜、镍和锡一铋1试验部分合金等)和有机载体(有机树脂和溶剂)等组成。银具有较高的电导率、优异的理化性能、可接受的价1．1试验原料格及其氧化物也具有导电性能等特点，因而已广泛微米银粉(SF1023H)，工业级，广东肇庆风华高科用作导电填料。银导电胶中的导电填料主要是微集团有限公司；环氧树脂(EP)，工业级(牌号R一128)，米或亚微米银粉。目前导电胶普遍存在电导率较广州宏昌树脂材料厂；甲基六氢苯酐、2一乙基-4-甲低、接触电阻不稳定和抗冲击强度较差等问题，因基咪唑，工业级，广拓化学有限公司。此无法在

5、电子封装领域完全取代焊料。导电胶的导电性能、连接性能和可靠性受树脂1．2试验仪器基体固化状态的影响较大。Inoue等”研究发现，RT一25型螺旋测微仪，河北路仪公路仪器有限树脂基体结构、导电填料分布状态等受固化温度影公司；DMR一1C型方阻仪，南京达明仪器有限公司；收至U日期：2Ol4一O2—21；修回日期：2014—08-14。基金项目：广东省自然科学基金项目($2012010010646)；中山市科技计划项目资助(20123A319)。作者简介：熊娜娜(1989一)，女，山东德州人，在读硕士，主要从事电子材料等方面的研究。E—mail：xiongnnzsedu@l26．tom通讯作者：王悦

6、辉。E-mail：wa“gzsedu@126．corn一28一(448)中国胶粘剂第23卷第8期DSCQ100v9．5Build288型差示扫描量热仪，美国由图1可知：银胶和EP的固化特征类似，但EPTA仪器公司；HITACHIS一4500型场发射扫描电镜，的固化峰范围为110～180，放热峰温为148oC；银日本日立公司。胶的固化峰范围为120210℃，放热峰温为182℃，表明银粉的加入会阻碍EP的固化行为。综合考虑，1．3试验制备选择银胶的固化温度为180℃左右较适宜。l-3．1导电胶的制备按照m(EP)：m(甲基六氢苯酐)：m(2一乙基一4一甲2．2不同因素对导电银胶体积电阻率的影响基咪

7、唑)=I：0．85：0．05进行称量，并于烧杯中混合均2．2．1固化时间的影响匀『注意，每种原料加人到EP中时，需分别搅拌图2为银胶(银)=75％】在150oC和180℃固化8rain和超声分散15rain(以形成均匀体系)1；将银温度下原位监测体积电阻率随时间的变化曲线。粉分3批逐渐加入到上述体系中，每次加人银粉搅由图2可知(固化温度为150qC)：固化过程中银胶拌均匀后，再加入下一批银粉；最后