隨著柔性電子器件和設(shè)備的蓬勃發(fā)展,電子行業(yè)傳統(tǒng)互連所用的錫基釬料因其高彈性模量、極小的彈性變形極限、低延展率等缺點(diǎn)使得它在可折疊電子、可延展電子、三維封裝等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制,開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的柔性連接材料與工藝已經(jīng)逐漸成為電子封裝技術(shù)領(lǐng)域一大新的趨勢(shì)。液態(tài)金屬鎵銦合金作為一種具有高導(dǎo)電性的常溫流體材料,受到了柔性連接領(lǐng)域研究者的廣泛關(guān)注。本文通過(guò)將鎵銦合金與導(dǎo)電膠技術(shù)相結(jié)合,利用鎵銦合金的流動(dòng)性與導(dǎo)電性實(shí)現(xiàn)一種新的柔性連接接頭。本文主要針對(duì)液態(tài)金屬在柔性連接領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)相關(guān)的研究,提出了一種液態(tài)金屬導(dǎo)電膠的制備方案,并對(duì)制備過(guò)程中液態(tài)金屬的形貌變化進(jìn)行了跟蹤分析,測(cè)量了導(dǎo)電膠的電學(xué)性能以及固化過(guò)程中其電學(xué)性能的變化,研究了液態(tài)金屬含量,固化溫度,固化壓力,固化時(shí)間對(duì)導(dǎo)電膠電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明液態(tài)金屬的滲流閾值約為90wt.%,超過(guò)此值時(shí),液態(tài)金屬導(dǎo)電膠能夠?qū)崿F(xiàn)其導(dǎo)電特性,固化溫度對(duì)液態(tài)金屬導(dǎo)電膠的影響很小,但導(dǎo)電膠的電阻率隨固化溫度增加有小幅下降。存在固化壓力閾值,隨著固化壓力增長(zhǎng)超過(guò)閾值,導(dǎo)電膠將會(huì)發(fā)生從不導(dǎo)電到導(dǎo)電態(tài)的轉(zhuǎn)變。導(dǎo)電膠受固化時(shí)間的影響并不大,在聚合物基體基本固化完成前,... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

導(dǎo)電膠導(dǎo)電原理圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文-2-常用的導(dǎo)電膠方案采用向有機(jī)物基體中添加一定分散程度的金屬顆粒來(lái)實(shí)現(xiàn)柔性連接，其連接的導(dǎo)電示意圖如下圖所示，通過(guò)施加一定的壓力，來(lái)使得集體中的金屬顆粒相互接觸從而形成導(dǎo)電通路。圖1-1導(dǎo)電膠導(dǎo)電原理圖導(dǎo)電膠粘粘接存在的共性問(wèn)題是固化殘余應(yīng)力導(dǎo)致的脫粘、溶劑或顆粒表面涂層揮發(fā)等連接失穩(wěn)。而且，常見(jiàn)的Ag、Cu、Au、C顆粒填充導(dǎo)電膠膠接分別有Ag的電遷移、Cu金屬顆粒氧化或腐蝕、成本高昂?jiǎn)栴}、形成碳化物從而增加電阻的問(wèn)題[1]。而且由于內(nèi)嵌的顆粒為固體，其接頭只具有部分柔性。而近年出現(xiàn)的有機(jī)導(dǎo)電膠，長(zhǎng)期使役實(shí)際導(dǎo)電率只能達(dá)到半導(dǎo)體水平[2]。HarrisDB等[3]提出了利用絨毛紐扣的方法實(shí)現(xiàn)彈性機(jī)械的接觸結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)接頭的柔性，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1-2絨毛紐扣的連接結(jié)構(gòu)示意圖[3]然而這一方案的缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，其柔性依靠結(jié)構(gòu)間的彈性相互作用，因此其延伸率有限，大概只有5%到10%，而且由于絨毛紐扣的結(jié)構(gòu)限制，其柔性特征只能是單向的，而且其集成度也難以再進(jìn)一步進(jìn)行提高。因此這一方法的應(yīng)用在器件小型化的趨勢(shì)下受到了極大的限制。1.2.2導(dǎo)電膠的簡(jiǎn)介與研究應(yīng)用

ctiveAdhesives，ACA)和各向同性導(dǎo)電膠(IsotropicallyConductiveAdhesives，ICA)，如圖所示，ACA和ICA以填料百分比是否超過(guò)滲流閾值為區(qū)分，市面上常見(jiàn)的銀導(dǎo)電膠的滲流閾值一般為導(dǎo)電膠體積分?jǐn)?shù)的15-25%。對(duì)于各向同性導(dǎo)電膠來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電填料填充量超過(guò)了滲透閾值，因此在x、y和z方向均具有導(dǎo)電性。另一方面，對(duì)于各項(xiàng)異性導(dǎo)電膠來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電填料的填充量遠(yuǎn)低于滲透閾值，不足以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電顆粒之間的相互接觸，因此其x–y平面的導(dǎo)電性很差，當(dāng)加熱加壓時(shí)，導(dǎo)電填料在外部力作用下發(fā)生接觸，此時(shí)其在垂直方向上具有單向?qū)щ娦�。圖1-3典型滲流曲線示意圖，以滲流閾值為界區(qū)分ACA與ICA[6]聚合物基體與導(dǎo)電填料是構(gòu)成導(dǎo)電膠這一復(fù)合材料的兩大主要成分，其中聚合物基體主要為互連提供機(jī)械強(qiáng)度與實(shí)現(xiàn)粘接性能，而導(dǎo)電填料主要為導(dǎo)電膠提供電學(xué)性能以實(shí)現(xiàn)電氣互連，常用的聚合物基體可以按照對(duì)熱的響應(yīng)行為分為熱固性基體與熱塑性基體兩種，常見(jiàn)的熱固性基體包括環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯、有機(jī)硅、聚氨酯等，常見(jiàn)的熱塑性基體包括酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、馬來(lái)酰亞胺丙烯酸酯、聚酰亞胺等[6,7]。采用熱塑性材料作為基體制備的導(dǎo)電膠具有易修復(fù)的特點(diǎn)，但同時(shí)，這一特性也導(dǎo)致它在高溫下的力學(xué)性能較差，耐熱性不好，受到熱沖擊的時(shí)候容易造成粘附力下降從而導(dǎo)致失效。另外聚酰亞胺基的基體通常都含有溶劑，溶劑在加熱時(shí)揮發(fā)，

【參考文獻(xiàn)】：
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