低熔点合金掺杂银粉导电胶的研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要以甲基六氢邻苯二甲酸酐(MeHI-IPA)和2．乙基4．甲基咪唑(2E4MZ)为固化剂和促进剂，通过选用不同种类环氧树脂、添加不同比例的Sn．Bi低熔点合金粉(LowMeltingPointAlloy,LMPA)与SF．01片状银粉混合导电填料、液态端羧基丁腈橡胶(CTBN)增韧剂，在不同的工艺条件下，制备出高电气性能的低熔点合金掺杂银粉导电胶(LowMeltingPointAlloyIncorporatedIsotropicallyConductiveAdhesives，LMPCA)。利用差示扫描量热分析(DSC)确定了合理的LMPCA固化程

2、序，通过扫描电子显微镜(SEM)观察和DSC检测研究了LMPA在LMPCA中的扩散与消耗行为，分析了LMPA与银粉之间形成冶金连接相的成份；利用体积电阻率测试、拉伸剪切强度实验、热条件下体积电阻的变化和85℃／85％RH老化实验等分别对LMPCA导电性能、粘结强度和可靠性能进行了研究，结果表明：(1)LMPCA固化过程中，Sn．Bi共晶合金在树脂基体中熔化扩散并且与银接触发生反应，形成高熔点的Sn-Ag二元或Sn．Ag．Bi三元化合物。固化程度影响熔融LMPA在树脂基体中的扩散以及与银粉的润湿。为形成更多的冶金连接，要求在LMPA熔化润湿过程中树脂基体固化程度低。当2

3、E4MZ的含量在0．3％．0．5％，低熔点合金与银粉配比mLMpA／mAg弋<20／80，填料总体含量mMatrix／mFiller>f25／75，两步法保温固化，LMPCA中LMPA被消耗的更彻底，形成的高熔点合金与冶金连接也更多，LMPCA体积电阻率低于5×lO‘4Q·cm。(2)随着CTBN含量的增加，LMPCA的导电性能变差，拉伸剪切强度有明显提高。CTBN的添加比例为5wt％、10wt％和15wt％，LMPCA的拉伸剪切强度分别为8．86SPa、9．53SPa和8．32MPa，整体上呈现先上升后下降的趋势。通过降低填料整体含量与配比对LMPCA的力学性能改善

4、作用不明显。(3)在40℃．200℃变温加热与150℃恒温保温条件下，LMPCA的体积电阻都没有因为残余LMPA的存在而明显上升，导电性能稳定。以混合导电填料配比为mLMPA／mAg-"20／80，采用两步法工艺制备的LMPCA，其内部形成的冶金连接并与Cu衬底界面之间形成了稳定的Ag—Sn-Bi．Cu合金层，在85℃／85％RH条件下具有良好的接触电阻稳中南大学硕十学位论文摘要定性。关键词：各向同性导电胶，低熔点合金，片状银粉，冶金连接，电性能，可靠性能n中南大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTBasedonmethyl--hexahydro··phth

5、alicanhydride(MeHHPA)ascuringagentand2-ethyl一4一methylimidazole(2E4MZ)ascatalyst，anewclassoflowmeltingpointalloyincorporatedisotropicallyconductiveadhesives(LMPCA)werepreparedbyusingdifferentkindsofepoxyresin，conductivefillermixedbyLMPApowderandsilverflake，additiveandtougheningagent．Thec

6、uringbehaviousofLMPCAandthemeltingofLMPAfillerweredeterminedbyDSC．MicromophorlogyofthedistributionLMPAs，silverfillers，andthemetallurgicalinterconnectionsbetweensilverparticalsaswellasthecomponentandsubstratemetallizationinthecuredLMPCAwereinvestigatedbySEM．Theconductiveperformance，adhes

7、ionstrength，bulkresistancechangeduringheatingandagingperformanceunderhightemperatureandhighhumidityenvironmentwerecharacterizedbyresistivitytest，tensilsheafingstrengthtestand85。C／85％RHagingtest，respectively．ThefollowingresultsCanbesummarized．(1)IncorporatedLMPAcouldbecompletely