表面卤化降低导电银胶接触电阻的机理研究

导电银胶是电子封装技术领域一种重要的导电印刷连接材料。我们已经首次证明了对市售微米银粉表面进行适当的碘化处理，可提高导电银胶的电导率上千倍甚至更高，且使导电渗流阈值从含银质量70%以上降低到30%以下。为什么金属填料表面发生了轻度碘化反而能大幅度提高导电复合材料的欧姆导电性呢？通过初步研究，我们发现碘处理过的银表面形成独特的非化学计量比的银/碘化银纳米岛状化合物；随着时间推移，这些纳米岛状化合物发生形态和结构演化，最终可在样品表面探测到欧姆导电。然而其欧姆导电的机制也不清楚。本项目旨在通过表面化学测试方法和固体物理研究手段揭示这一演化过程的和填料间自由电子导电机制，以及氧气对于碘化过程的影响；同时，我们还将比较其他卤素对导电银胶接触电阻的影响。通过本项目的研究，将有利于得到成本更低，导电性能更好的新型导电连接材料。

导电银胶是电子封装技术领域一种重要的导电印刷连接材料。我们已经首次证明了对市售微米银粉表面进行适当的碘化处理，可提高导电银胶的电导率上千倍甚至更高，且使导电渗流阈值从含银质量70%以上降低到30%以下。为什么金属填料表面发生了轻度碘化反而能大幅度提高导电复合材料的欧姆导电性呢？通过初步研究，我们发现碘处理过的银表面形成独特的非化学计量比的银/碘化银纳米岛状化合物；随着时间推移，这些纳米岛状化合物发生形态和结构演化，最终可在样品表面探测到欧姆导电。然而其欧姆导电的机制仍不清楚。本项目旨在通过表面化学测试方法和固体物理研究手段揭示这一演化过程的和填料间自由电子导电机制，以及氧气对于碘化过程的影响；同时，我们还将比较其他卤素对导电银胶接触电阻的影响。通过本项目的研究，将有利于得到成本更低，导电性能更好的新型导电连接材料。

在导电银胶各组份基本确定的情况下,通常采用两步法制备导电银胶。

第一步基体树脂制备:试验室用电子天平以一定比例称取一定量的环氧树脂放入研钵中,按比例加入K77、ZE4MzeN、朋560、DleY(事先已研磨并过200目筛),用研棒进行充分的研磨和混合,研磨时间一般在10分钟以上,直到形成均匀的混合体为止,便得到需要的树脂基体。

基体树脂所得的固化产物的性能完全能够满足商用导电银胶的要求,导电银胶中的银粉的填加量对导电银胶性能的影响将最终决定导电银胶能否商业化的最重要的因素。已有学者对导电银粉的填加量作过深入的研究,通常认为导电银粉的填加量低于70%其所得固化产物导电性能较差不能满足商业化的要求,但银粉的填加量超过80%则固化产物的剪切强度变差亦不能满足商业化的要求。基于以上考虑,本论文制备银粉含量为70%、75%及80%的三种导电银胶,对其性能进行全面考察,以最终确定适合作LED封装用的导电银胶的最佳银粉含量。

第二步导电银胶制备:取一定量的树脂基体加入部分已经混合好的片状银粉BAgF一20及粒状银粉sAg一ZA进行研磨,直到银粉全部与树脂基体混合均匀后再加入适量的银粉,最终银粉总量为胶总量的70%;再取一定量的树脂基体按前述方法制备银粉含量为75%的导电银胶;再取一定量的树脂基体按前述方法制备银粉含量为80%的导电银胶;银粉全部加完后再研磨30分钟以上,直到银粉和树脂基第2章导电银胶制备与性能测试体形成均匀的银白色膏状混合物。按下述方法对所制备的三种不同银粉含量的导电银胶进行性能测试。

目前, 国内生产导电银胶的单位主要有金属研究所等, 国内外企业有Uninwell　Internaitonal,Alwaystone,Breakover-quick、Three-Bond公司、美国Epoxy的公司、Ablistick公司,Loctite公司、Solarcarer、3M公司等.已商品化的导电银胶主要有导电银膏、导电银浆、导电涂料、导电胶带、导电银胶等,组分有单、双组分.导电银胶一般用于微电子封装、印刷电路板、导电线路粘接等各种电子领域中.现今国内的导电银胶无论从品种和性能上与国外都有较大差距.