技術(shù)干貨 | 四大技術(shù)途徑，有效提高導(dǎo)電膠接觸穩(wěn)定性
2022/3/30 17:46:25??????點(diǎn)擊：
根據(jù)國際制造科學(xué)中心關(guān)于商用表面安裝導(dǎo)電膠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，接觸電阻在高溫高濕環(huán)境(85℃、85%RH)中老化500 h 后，變化率必須小于20%。
但目前很多導(dǎo)電膠都達(dá)不到這個(gè)要求，相關(guān)研究表明造成導(dǎo)電膠接觸電阻不穩(wěn)定的原因主要是導(dǎo)電膠與非貴金屬界面間的電化學(xué)腐蝕，而不是非貴金屬自身的簡(jiǎn)單氧化。在濕熱老化的過程中，非貴金屬由于具有較低的電化學(xué)勢(shì)(＜0.4 eV)失去電子起到陽極作用，而貴金屬起到陰極作用，非貴金屬陽離子與OH-結(jié)合生成不穩(wěn)定的金屬氫氧化物并進(jìn)一步分解為不導(dǎo)電的金屬氧化物覆蓋在非貴金屬表面從而導(dǎo)致接觸電阻增加。電極反應(yīng)為：
2H2O+O2+4e-=4OH- (1)
由電化學(xué)反應(yīng)可以看出，要想提高導(dǎo)電膠的接觸穩(wěn)定性，需從以下幾個(gè)方面著手：
(1) 降低導(dǎo)電膠的吸濕性。吸水性較低的導(dǎo)電膠氧化物生成的速度比較慢，接觸穩(wěn)定性也相應(yīng)提高。樹脂基體和固化劑對(duì)導(dǎo)電膠的吸水性均有較大影響，例如：雙酚F環(huán)氧樹脂的吸水性比脂肪族環(huán)氧樹脂的低，因此要優(yōu)先選擇雙酚F環(huán)氧樹脂。
(2) 添加有機(jī)抗腐蝕劑。有機(jī)抗腐蝕劑如8-羥基喹啉等可以在金屬表面形成一層保護(hù)膜，把金屬周圍的水和空氣隔絕開來，從而抑制金屬氧化以提高接觸穩(wěn)定性。
(3) 添加除氧劑。氧氣作為電極反應(yīng)的必要條件，除去導(dǎo)電膠與金屬連接界面中溶于水的氧氣可以很好地抑制電化學(xué)腐蝕，添加少量除氧劑(如碳酰肼)對(duì)導(dǎo)電膠的力學(xué)和電學(xué)性能基本沒影響，不過除氧劑會(huì)隨著時(shí)間推移而不斷減少，因此除氧劑只是在一定時(shí)間段內(nèi)起作用。
(4) 犧牲陽極。目前市場(chǎng)上大多數(shù)導(dǎo)電膠涂覆的基板鍍層都是金屬錫，在導(dǎo)電膠中加入少量的比基板鍍層金屬活潑的金屬粉末(如鎂、鋁、鋅)，代替基板氧化，可以有效地抑制基板的電化學(xué)腐蝕。同樣，如果加入沒有金屬錫活潑的金屬鹽進(jìn)行原位置換，也可以穩(wěn)定接觸電阻。
研究人員在導(dǎo)電膠中引入水溶性的銀鹽(硝酸銀和乙酸銀)，利用原位置換法穩(wěn)定導(dǎo)電膠在錫面上的接觸電阻，電化學(xué)反應(yīng)為：
Sn+2Ag+=Sn2++2Ag (2)
他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)硝酸銀含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在1%或乙酸銀含量在0.5%以上時(shí)，導(dǎo)電膠在濕熱老化實(shí)驗(yàn)115 h 后可以在錫表面生成致密銀層從而穩(wěn)定接觸電阻，即使銀層被氧化也能形成導(dǎo)電的氧化銀，也可使接觸電阻穩(wěn)定。
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