集成電路封裝中導(dǎo)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(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提升，集成電路封裝技術(shù)的質(zhì)量與要求也在不斷提升。本文主要對集成電路封裝中導(dǎo)電膠的材料與性能進(jìn)行分析，結(jié)合實際情況，從其接觸電阻穩(wěn)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(shù)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】集成電路;封裝;導(dǎo)電膠;材料與性能

前言：

電子信息技術(shù)隨著社會的進(jìn)步不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)、裝修行業(yè)、家裝行業(yè)等，都在向物聯(lián)網(wǎng)靠近。因此，集成電路技術(shù)的需求不斷增加，集成電路封裝技術(shù)的質(zhì)量要求也在不斷提高。其中，導(dǎo)電膠作為導(dǎo)電性能的黏膠劑，有著重要的作用，應(yīng)當(dāng)對其材料與性能加以分析，以提升集成電路封裝技術(shù)的質(zhì)量。

一、導(dǎo)電膠原理

導(dǎo)電通道與隧道效應(yīng)是導(dǎo)電膠原理的兩大主要理論，其中，導(dǎo)電通道認(rèn)為，兩種導(dǎo)電材料接觸后，會形成兩種電阻，并存在導(dǎo)電性。穩(wěn)定層與連接層是兩大主要部分，在穩(wěn)定層中，導(dǎo)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(fā)生變化形成新的連接層，進(jìn)而產(chǎn)生導(dǎo)電效果。而隧道效應(yīng)則是指，導(dǎo)電膠中的電離子會發(fā)生同級相斥，異性相吸的情況，電離子在其中發(fā)生定向移動，而產(chǎn)生電流，形成導(dǎo)電效果[1]。

二、導(dǎo)電膠材料與性能分析

（一）基本情況分析

導(dǎo)電膠既具備導(dǎo)電性也具備粘合性，其可以將各種導(dǎo)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(dāng)前，在液晶顯示器、發(fā)光二極管等各種電子元件中，都運用了導(dǎo)電膠進(jìn)行連接。但導(dǎo)電膠自身存在一定的問題，還需要進(jìn)一步分析。其中包括，導(dǎo)電率較低，且連接的效果存在不穩(wěn)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(dāng)前，我國導(dǎo)電膠材料雖經(jīng)過一定時間的發(fā)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(dǎo)電膠，仍舊需要依賴進(jìn)口才能滿足需求。結(jié)合國外導(dǎo)電膠的優(yōu)勢，可以發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)電性較高、粘度較高、老化頻率較慢，值得我國學(xué)習(xí)。

（二）不同材料導(dǎo)電膠的性能

1.結(jié)構(gòu)型及填充型

導(dǎo)電膠主要包括結(jié)構(gòu)型與填充型兩種，當(dāng)前很多導(dǎo)電膠多采用填充型的方式，在其中添加導(dǎo)電粒子、膠黏劑、催化劑等，以起到導(dǎo)電的作用。而結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電則屬于高分子有機聚合物。當(dāng)有機聚合物與相關(guān)材料摻雜后，能夠具備導(dǎo)電性能，雖然當(dāng)前有很多導(dǎo)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(dǎo)電膠的抗氧性較差，柔性較差，因此作為導(dǎo)電膠而言還存在一定的局限性。

2.ICAs&ACAs導(dǎo)電膠

不同方向的導(dǎo)電性能將導(dǎo)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(dǎo)電膠是指在XY兩個方向上處于絕緣狀態(tài)，Z方向則是導(dǎo)電的狀態(tài)。各向異性導(dǎo)電膠的導(dǎo)電粒子體積通常在5%-10%之間。在細(xì)間距的電子封裝技術(shù)中較為常見，多用于液晶顯示器、平板顯示器等對技術(shù)精度要求較高的電路板中，因此實現(xiàn)存在一定難度。

而各向同性導(dǎo)電膠中，則是各個方向都具備一定的導(dǎo)電性能。其中，導(dǎo)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(dǎo)電粒子之間的距離會變得相對較近，且各個方向都具有導(dǎo)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(zhì)不同，因此將導(dǎo)電膠按照該種性質(zhì)分成熱塑型和熱固型導(dǎo)電膠兩種。其中，熱固型在固化的過程中形成導(dǎo)電性能，但流動性較差。而熱塑型的導(dǎo)電膠在高溫的情況下可以顯示出流動的特點，三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也無法輕易出現(xiàn)[2]。

4.固化型導(dǎo)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(dǎo)電膠就會產(chǎn)生固化狀態(tài)，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(dǎo)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(jié)性，匹配性也較高，在使用過程中往往會表現(xiàn)出較為優(yōu)良的性能。

而紫外光固化導(dǎo)電膠顧名思義，需要在紫外光的作用下產(chǎn)生固化反應(yīng)，對于液晶顯示器屏而言具有較高的利用價值。當(dāng)前，紫外光固化導(dǎo)電膠屬于較為先進(jìn)的材料，值得詳細(xì)分析。

在未來的發(fā)展中，導(dǎo)電膠的研究應(yīng)當(dāng)更傾向于其固化方法方面。當(dāng)前較為常見的是室溫固化方法，但由于固化劑存在不環(huán)保的問題，當(dāng)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(fā)展方向，應(yīng)當(dāng)加深對其的研究。

結(jié)論：

綜上所述，導(dǎo)電膠技術(shù)在我國電子工業(yè)的發(fā)展中起到了重要的作用，但由于當(dāng)前還存在較大的發(fā)展空間，應(yīng)當(dāng)向國外導(dǎo)電膠技術(shù)學(xué)習(xí)，以縮短我國與國際之間的距離。且在日后的發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)不斷開發(fā)導(dǎo)電膠的固化方式，運用新型固化方式提升我國導(dǎo)電膠的性能，提升電子行業(yè)的技術(shù)質(zhì)量，滿足人們對導(dǎo)電膠的需求。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]周蒙，王盛，傅和青.mGO/Cu_2O納米復(fù)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(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：環(huán)氧系列產(chǎn)品應(yīng)用方向研究：電子電路、封裝，復(fù)合材料，涂裝及注漿材料等解決方案;通信材料開發(fā)研究。