芯片封装用导电胶的制备及性能研究
导电胶粘剂是将导电填料与聚合物基体复合制成的一种功能型胶粘剂。聚合物基体可以提供优异的力学性能与黏性，不同表面形貌与粒径的导电填料实现胶粘剂的导电、导热性能。相较于铅锡焊接，导电胶具有高效、成型温度低、绿色环保、低成本、耐候、耐酸碱腐蚀等优势。导电胶被广泛应用于芯片封装、电磁屏蔽防护、液晶导电连接等领域。 本课题以两种乙烯基硅油共同作为有机硅导电胶的基础聚合物，通过调整银片、银球导电填料的配比与填充量，制备了高性能、低成本、适用于工业化应用的单组分加成型有机硅导电胶粘剂。本课题主要从以下两个方面进行导电胶的研制: （1）配方设计与优化。当银片∶银球=1∶1.6,填充量为740 phr时,导电填料在体系中能够有效搭接形成优异的导电网络，显著提高胶粘剂的导电性;填充有机改性气相法白炭黑R974,可以显著提高导电胶的力学性能，同时赋予导电胶优异的触变性能，使制备得到的导电胶具有低粘度、高强度的特性;添加含有环氧基团的硅烷偶联剂KH560可以显著增强界面粘接。最后优化得到配方如下:HG-1∶HG-2=4∶6,导电填料740 phr（银片∶银球=1∶1.6）,气相法白炭黑（R974）12 phr,硅烷偶联剂（KH560）12 phr,制备得到的导电胶体积电阻率达到1.29×10-4 Ω·cm,拉伸剪切强度为1.11 MPa,并具有合适的黏度。结晶温度与玻璃化转变温度分别在-77.78℃和-124.54℃,热分解温度为350℃,满足导电胶在芯片封装中的基本需求。 （2）优化工艺条件并进行应用评价。基于稀释剂对体系的影响，调整了体系的固化条件，研究了真空脱泡温度与时间、固化温度与时间对导电胶性能的影响。研究测试了导电胶粘剂储存前后的性能变化。最后,在不同的点胶参数下，评价了导电胶粘剂的点胶效果。研究得到以下结论:在40℃、真空脱泡60 min,可以有效脱除溶剂，减少溶剂挥发形成的孔洞，提升粘接性;在180℃下，固化90 min可以得到相较于其他条件下更好的性能，体积电阻率为1.46×10-4 Ω·cm,拉伸剪切强度达1.33 MPa。而且，导电胶在储存30天后仍具有良好的实用性。使用0.26mm内径的针头可实现良好的点胶。当气压0.4 MPa时，出胶速率约为50 mg/min,胶点均匀，无拉丝、倒伏现象。
有机硅导电胶粘剂;制备工艺;力学性能;触变性能
北京化工大学
硕士
材料与化工
冯予星;张继阳
2023
中文
TQ433.438
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）