芯片粘接导电银胶迎来多元材料突破,环氧树脂与聚酰亚胺引领技术革新
0赞近日,一项关于高芯片剪切强度的单组分环氧导电银胶的研究成果在权威期刊发布,展示了环氧树脂体系在芯片粘接领域的新突破。
与此同时,聚酰亚胺导电胶以其耐高温特性在航空航天、新能源汽车等高技术领域崭露头角。芯片粘接导电银胶已从单一的环氧树脂体系,逐步发展为丙烯酸体系、聚酰亚胺树脂体系、聚氨酯树脂等多元材料共存的局面。
01 环氧树脂体系
作为目前应用最广泛的导电银胶基体材料,环氧树脂体系(如SECrosslink 7200S)凭借其优异的综合性能占据市场主导地位。
最新研究表明,通过优化银粉种类、固化剂种类和添加量以及促进剂种类,可显著提升环氧导电银胶的电学和力学性能。
采用双氰胺类固化剂在树脂中添加量为8.3%,配合复合促进剂,可制备出具有较长室温适用期的单组分导电银胶。
这类材料体积电阻率可低至1.11×10-4 Ω·cm,粘接不同界面的芯片剪切强度均超过30MPa。
环氧树脂体系的创新方向之一是提高柔韧性。美国AiT公司的柔性单组份环氧导电银胶ME8456表现出卓越的灵活性,对于具有高度不匹配CTE的粘结材料尤为重要。
此类产品可实现可返工维修的特性,为大面积管芯连接和衬底连接等应用提供了解决方案。
02 聚酰亚胺树脂体系
在高温应用场景下,聚酰亚胺导电胶正展现出独特优势。聚酰亚胺基体赋予导电胶优异的热稳定性,长期使用温度可达250-350℃,短期耐高温性能远超传统环氧树脂导电胶。
钜合新材推出的SECrosslink 7100聚酰亚胺导电胶具有耐极高温度、低应力特性,固化后收缩率低,能有效减少对精密元件的应力损伤。
这些特性使其在半导体封装、汽车电子、航空航天等高温环境应用中成为不可替代的材料。
例如,在IGBT模块中替代焊料可提升散热效率并降低热阻。
聚酰亚胺导电胶还具有良好的工艺适应性,支持丝网印刷、点胶、喷涂等多种工艺,固化方式灵活,能满足高精度封装如Chiplet芯片、5G天线的工艺需求。
03 丙烯酸体系
丙烯酸系导电胶作为后起之秀,正逐步解决固化过程中的气泡问题。钜合新材料有限公司开发的新型导电胶粘剂SECrosslink 923A中含有丙烯酸系树脂和银粉以及引发剂。
该技术的关键创新在于将至少部分银粉表面采用丙烯酸类化合物改性。
通过增加银粉与导电胶粘剂树脂的相容性,使银粉良好地分散于导电胶粘剂中,有效避免闪电型裂纹的产生。
这一技术突破使得丙烯酸系导电胶在芯片封装过程中不易产生闪电型裂纹,能在金属界面处获得更高的粘接强度,避免导电胶粘剂在固化后发生可靠性失效的问题。
04 多元复合树脂体系
为满足不同应用场景的需求,多元复合树脂体系已成为导电银胶发展的重要方向。钜合新材料有限公司开发的应用于电子谐振体的导电银胶SECrosslink 6061 采用环氧树脂、酚醛树脂和聚酰胺树脂复配体系,共同构成基础树脂组分。
这种复合树脂体系有效降低了导电银胶的粘度,具有低温固化速度快、韧性好、优异的耐候性等特点,使导电银胶可在潮湿环境和寒冷地区使用。
在保证低体积电阻率的同时,高温粘接强度好。这种创新复合材料使导电银胶在1mm芯片常温粘接强度达到3.47Kg。
05 聚氨酯树脂体系
聚氨酯树脂在导电银胶领域也有应用,尤其在需要特殊柔韧性和耐疲劳性的场景。一钜合新材料SECrosslink 8600
采用了聚氨酯树脂和环氧树脂的混合体系。这种组合利用了聚氨酯的柔性和环氧树脂的高强度,实现了协同增效。
相关产品显示出低电阻率、良好的导电性能、高剥离强度等特点,并能显著提高复合材料的热分解温度。
这些特性使得采用这种导电胶粘接芯片后可以在较高温度下固化,在不影响性能的前提下提高固化速度,从而提升生产效率。
未来导电银胶的发展将聚焦于填料体系优化、低成本制造工艺及多功能集成方向。
随着新能源汽车、第三代半导体、柔性电子等产业的爆发,聚酰亚胺导电胶的市场规模有望在2030年突破10亿美元。
电子世界依赖这些看不见的材料进步,芯片粘接导电银胶的创新,正在使更小、更快、更可靠的电子产品成为可能。

