各向异性导电胶膜的制备及性能研究-化工过程机械专业论文.docxVIP

摘 要 随着半导体器件的集成度、I/O 数、功率、工作主频、运算速度的飞速增长， 电子产品向小型化、薄型化和“绿色”化的方向发展。各向异性导电胶膜(ACF) 作为一种绿色封装材料，在电子封装中应用日益广泛。本文研究了各向异性导电 胶膜(ACF)的制备工艺，并利用动态力学分析仪(DMA)对固化后 ACF 的力学性能 进行了实验研究。 采用自制的复合导电粒子与树脂胶粘剂制备出了各向异性导电胶膜(ACF)， 包括聚苯乙烯微球的制备、聚苯乙烯微球表面化学 镀镍/银工艺研究与优化和 ACF 的制备。用分散聚合法制备聚苯乙烯微球时，随着聚乙烯吡咯烷酮(PVP)用 量的增加、醇/水比的降低，微球粒径减小，分布变窄；随着单体和引发剂用量 的增加及反应温度的升高，聚苯乙烯微球的粒径增大。使用化学镀的方法，可以 在聚苯乙烯微球表面包覆上一层镍并再镀覆上一层银制备出导电粒子。采用制得 的新型复合导电粒子，成功制备出了四种厚度不同的环氧树脂基的各向异性导电 胶膜。 利用动态力学分析仪(DMA)对固化后 ACF 的高温棘轮特性以及单轴拉伸疲 劳性能进行了研究。结果表明，ACF 是非线性黏弹性材料，其拉伸力学性能具 有明显的温度依赖性；随温度升高，杨氏模量和拉伸强度降低而断裂应变增大； 温度、平均应力、应力幅值越高或加载率越小，棘轮应变累积的速度越快，特别 是当温度高于 80℃，棘轮应变累积的速度加快更为显著；在 80℃与 120℃下， ACF 的单轴棘轮特性有明显的不同，在 120℃下的棘轮应变率是 80℃时棘轮应 变率值的 20 倍左右；加载历史同样对棘轮应变累积有着显著的影响，先前的较 高应力幅值的加载历史限制了之后较低应力幅值循环的棘轮应变累积；采用应力 控制研究 ACF 拉伸疲劳性能时，使用 Gerber 方法考虑平均应力的影响对本材料 最为适合。 关键词：各向异性导电胶膜；ACF 制备工艺；新型复合导电粒子；棘轮应变； 疲劳寿命曲线 ABSTRACT With the increasing demand in higher integration, in/out (I/O) count, power and calculating speed materials, the electronic products are developing towards further miniaturization and green. As a green packaging material, the application of anisotropic conductive adhesive film (ACF) in electronic packaging is increasing. In this paper, the preparation technology of the anisotropic conductive adhesive films (ACF) was studied and mechanical properties of cured ACF were conducted experimentally on a dynamic mechanical analyzer (DMA). Anisotropic conductive adhesive films were prepared with a kind of self-made composite conductive particles and resin adhesive, the process included the preparation of polystyrene spheres used in ACF, the surface chemical nickel/silver plating technology research and optimization of polystyrene spheres and finally the preparation of ACF. When preparing dispersion polymerization polystyrene spheres, the particle size minifies and the distribution narrows with an increase in the amount of polyvinyl pyrrolidone (PVP) and a decrease of alcohol/water ratio; as monomers and initiator increase and the reaction temperature