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导电胶/油墨用于微孔填充方案

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:当填料含量充足时,则导电胶会有理想的导电性能。导电填充颗粒之间的烧结过程为导电提供了保障。图11.2所示为导电胶用于微孔的一个典型例子。填充微孔的导电胶通常是需要具有各向同性的,也就是说对所有方向都有导电性能。但是,热塑性材料ICA主要的缺点在于,在高温下ICA和连接表面间的导电胶很容易退化。所以基于镍和铜的导电胶容易氧化,通常并不具备稳定的电导率。表11.1 不同材料的电阻率

导电胶/油墨用于微孔填充方案

导电胶是由纳米导电聚合物和导电填充颗粒混合而成的。当填料含量充足时,则导电胶会有理想的导电性能。这样,在微通道中,可以应用导电胶的导电性形成满足连接电子元器件的导电通道。导电性主要是由于内部颗粒的相互接触实现的。出于导电性能的考虑,颗粒之间应尽可能接触(物理的或者通道)并且能形成网状连接来增加电子转移。用球形颗粒的渗透原理,可以估算导电填料的体积阈值。当体积分数高于此阈值时,导电路径便能够形成。用混有金属颗粒的导电油墨也能用于微通道之中。油墨通常是用分散均匀的纳米颗粒形成。导电填充颗粒之间的烧结过程为导电提供了保障。

用于通孔填充的导电材料必须具有较好的耐腐蚀性,对现有制造工序(比如网印技术)有很好的适应性,加工后有较低的缩水性,并具有高机械强度,以及对PCB材料的高粘合性和尽可能的低耗费等特点。图11.2所示为导电胶用于微孔的一个典型例子。这里导电颗粒提供了较高的电导率,并且导电胶中的聚合混合物提供了较可靠的连接。填充微孔的导电胶通常是需要具有各向同性的(即ICA),也就是说对所有方向都有导电性能。图11.2给出了垂直方向(Z)和水平方向(XY)的连接。无论是热固性的还是热塑性材料,都可以用作粘合剂中的聚合物。

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图11.2 微孔(盲孔)中导电胶的横截面(本例中,铜垫片在纵向互连并在横向上在铜平面内连接)

氰酸酯树脂、环氧树脂、硅有机树脂和聚氨酯树脂都是运用比较广泛的热固性材料;马来酰亚胺、酚醛环氧和丙烯酸酯是运用较广泛的热塑性材料。热固性的环氧树脂是目前最常见的材料。它具有出色的粘合强度,良好的化学抗腐蚀性能和成本低等特点。通常,可以加入热塑性塑料使得导电胶在中温条件下能够软化。热塑性材料ICA一个非常杰出的优点是其可再加工性,也就是说它可以很好地被修复。但是,热塑性材料ICA主要的缺点在于,在高温下ICA和连接表面间的导电胶很容易退化。基于聚酰亚胺的ICA主要缺点在于,它通常都含有溶剂,加热时溶剂蒸发会形成空隙。很多商业化的ICA采用热固树胶。(www.xing528.com)

导电填料通过导电颗粒之间的接触,为混合导电胶提供了导电性能。导电填充材料包括不同形状和尺寸的银、金、镍、铜和碳颗粒等。在各种金属粉末中之中,扁平状的银在商业化ICA生产中运用最为广泛。因为它制作工艺简单,并且电导率高和薄片之间有很好的接触性。另外,由于自然界中存在导电的氧化银,银在性价比上的表现很出色。这是因为很多其他金属的氧化物都是绝缘体。比如,铜粉末的导电性会随老化程度的加深大大降低。所以基于镍和铜的导电胶容易氧化,通常并不具备稳定的电导率。甚至在添加抗氧化剂的情况下,基于铜的导电胶随着老化程度的增加电导率依然会降低,特别是在高温高湿度的条件下。表11.1总结了一些有关材料的电阻率

表11.1 不同材料的电阻率

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