集成電路封裝中導電膠的材料與性能分析

徐曉虎 侯晶晶 蔣峰

【摘 要】隨著社會經濟的發展，人們生活水平的提升，集成電路封裝技術的質量與要求也在不斷提升。本文主要對集成電路封裝中導電膠的材料與性能進行分析，結合實際情況，從其接觸電阻穩定性、電遷移等各個方面加以論述，以不斷提升其性能，提升集成電路封裝技術的質量。

【關鍵詞】集成電路;封裝;導電膠;材料與性能

前言：

電子信息技術隨著社會的進步不斷發展，我國建筑行業、裝修行業、家裝行業等，都在向物聯網靠近。因此，集成電路技術的需求不斷增加，集成電路封裝技術的質量要求也在不斷提高。其中，導電膠作為導電性能的黏膠劑，有著重要的作用，應當對其材料與性能加以分析，以提升集成電路封裝技術的質量。

一、導電膠原理

導電通道與隧道效應是導電膠原理的兩大主要理論，其中，導電通道認為，兩種導電材料接觸后，會形成兩種電阻，并存在導電性。穩定層與連接層是兩大主要部分，在穩定層中，導電膠能夠逐漸固化與干燥，并在粘合劑的幫助下，填充層體積發生變化形成新的連接層，進而產生導電效果。而隧道效應則是指，導電膠中的電離子會發生同級相斥，異性相吸的情況，電離子在其中發生定向移動，而產生電流，形成導電效果[1]。

二、導電膠材料與性能分析

（一）基本情況分析

導電膠既具備導電性也具備粘合性，其可以將各種導電材料連接起來，并在其之間形成電通路，起到連接的作用。當前，在液晶顯示器、發光二極管等各種電子元件中，都運用了導電膠進行連接。但導電膠自身存在一定的問題，還需要進一步分析。其中包括，導電率較低，且連接的效果存在不穩定性，尤其在元器件類型中，連接效果受到一定影響。由于粘合度較低，會直接降低部件的抗沖擊性。同時，固化時間長，成本也較高，在使用中存在一定的限制性。

當前，我國導電膠材料雖經過一定時間的發展與成長，但與國際水平相比較，仍舊存在一定的差距，甚至對于性能較高、較好的導電膠，仍舊需要依賴進口才能滿足需求。結合國外導電膠的優勢，可以發現其導電性較高、粘度較高、老化頻率較慢，值得我國學習。

（二）不同材料導電膠的性能

1.結構型及填充型

導電膠主要包括結構型與填充型兩種，當前很多導電膠多采用填充型的方式，在其中添加導電粒子、膠黏劑、催化劑等，以起到導電的作用。而結構型導電則屬于高分子有機聚合物。當有機聚合物與相關材料摻雜后，能夠具備導電性能，雖然當前有很多導電膠都采取該種方式，且市場前景一片廣闊，但由于該種類型的導電膠的抗氧性較差，柔性較差，因此作為導電膠而言還存在一定的局限性。

2.ICAs&ACAs導電膠

不同方向的導電性能將導電膠分成各向異性以及各向同性兩種，其中主要包含聚合物基體、有機溶劑等組成。其中，各向異性導電膠是指在XY兩個方向上處于絕緣狀態，Z方向則是導電的狀態。各向異性導電膠的導電粒子體積通常在5%-10%之間。在細間距的電子封裝技術中較為常見，多用于液晶顯示器、平板顯示器等對技術精度要求較高的電路板中，因此實現存在一定難度。

而各向同性導電膠中，則是各個方向都具備一定的導電性能。其中，導電填充粒子體積含量多在20%-35%之間，濃度相對較高。其在固化過程中，導電粒子之間的距離會變得相對較近，且各個方向都具有導電的性能，更為適用。

3.熱塑型和熱固型

有機高分子聚合物基體對熱的性質不同，因此將導電膠按照該種性質分成熱塑型和熱固型導電膠兩種。其中，熱固型在固化的過程中形成導電性能，但流動性較差。而熱塑型的導電膠在高溫的情況下可以顯示出流動的特點，三維交聯網狀結構也無法輕易出現[2]。

4.固化型導電膠

其中包括室溫固化、中溫固化、高溫固化等幾種情況。室溫固化，則是在常溫下導電膠就會產生固化狀態，但使用周期較短，且電阻的變化十分明顯。而高溫固化則需要在溫度較高的情況下形成，因此固化的條件相對較高。而中溫固化導電膠，對溫度的要求通常在150度以下，對溫度的要求相對適中，且具備一定的粘結性，匹配性也較高，在使用過程中往往會表現出較為優良的性能。

而紫外光固化導電膠顧名思義，需要在紫外光的作用下產生固化反應，對于液晶顯示器屏而言具有較高的利用價值。當前，紫外光固化導電膠屬于較為先進的材料，值得詳細分析。

在未來的發展中，導電膠的研究應當更傾向于其固化方法方面。當前較為常見的是室溫固化方法，但由于固化劑存在不環保的問題，當前存在一定爭議。而光固化、電子束固化等新型方式值得被研究，被運用。同時，雙固化體系在未來也是一個發展方向，應當加深對其的研究。

結論：

綜上所述，導電膠技術在我國電子工業的發展中起到了重要的作用，但由于當前還存在較大的發展空間，應當向國外導電膠技術學習，以縮短我國與國際之間的距離。且在日后的發展中，應當不斷開發導電膠的固化方式，運用新型固化方式提升我國導電膠的性能，提升電子行業的技術質量，滿足人們對導電膠的需求。

參考文獻：

[1]楊同同. 基于單壁碳納米管的絲網印刷電極電位型傳感器的研究[D].煙臺大學，2021.

[2]周蒙，王盛，傅和青.mGO/Cu_2O納米復合材料改性UV固化丙烯酸酯壓敏膠的研究[J].中國膠粘劑，2021，30（01）：1-6+17.

作者簡介：

徐曉虎，1986年8月出生，男，籍貫：江蘇省泰州市，漢族，現職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：環氧系列產品應用方向研究：電子電路、封裝，復合材料，涂裝及注漿材料等解決方案;通信材料開發研究。