LED導(dǎo)電銀膠來(lái)料檢驗(yàn)解決方案

導(dǎo)電銀膠是由銀粉填充入基體樹(shù)脂形成的具有導(dǎo)熱、導(dǎo)電及粘結(jié)性能的復(fù)合材料?；w樹(shù)脂固化后作為導(dǎo)電膠的分子骨架，決定了導(dǎo)電銀膠的力學(xué)性能和粘接性能。銀粉在基體樹(shù)脂中形成連結(jié)網(wǎng)絡(luò)從而導(dǎo)電、導(dǎo)熱，但同時(shí)也會(huì)受到基體樹(shù)脂的影響。因此，各組分材料的選擇和添加量的確定對(duì)導(dǎo)電銀膠的性能影響重大。

導(dǎo)電銀膠物理、化學(xué)特性和固晶工藝都對(duì)銀膠的粘接、散熱效果發(fā)揮著重要的作用，銀膠的性能優(yōu)劣直接影響LED光源的可靠性能。為此金鑒實(shí)驗(yàn)室推出LED導(dǎo)電銀膠來(lái)料檢驗(yàn)的業(yè)務(wù)，幫助LED封裝和燈具廠(chǎng)加強(qiáng)品質(zhì)管控因而提高LED可靠性能。

服務(wù)客戶(hù)：LED封裝廠(chǎng)、燈具廠(chǎng)

檢測(cè)內(nèi)容：

1. 銀粉粒徑大小、形態(tài)、填充量

銀粉的粒徑、形態(tài)以及填充量會(huì)影響銀膠的熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和粘接強(qiáng)度。好的導(dǎo)電銀膠固化后環(huán)氧樹(shù)脂少，銀粉顆粒緊密接觸，能夠形成良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱通路。

粒徑大小會(huì)影響到導(dǎo)電銀膠的電阻率，使用粒徑大的銀粉制備的導(dǎo)電膠，單位體積內(nèi)形成的導(dǎo)電通路較少，這樣會(huì)降低導(dǎo)電性，而粒徑小的銀粉制成的導(dǎo)電膠，單位體積內(nèi)形成的導(dǎo)電通路比較多，導(dǎo)電膠的導(dǎo)電性也會(huì)比較好。因此，從導(dǎo)電性方面考慮選擇片狀銀粉應(yīng)該最適合。

粒子形態(tài)基于導(dǎo)電原理的一般選用原則為：粒子相互之間能形成更大的接觸面積。銀粒子的形態(tài)主要有：球狀、磷片狀、枝葉狀、桿狀等四種類(lèi)型。為使粒子間得到更大的接觸面積，銀粒子形態(tài)選用的優(yōu)先次序?yàn)椋褐θ~狀，磷片狀，桿狀，球狀。其中磷片狀和桿狀較為接近。此外，磷片狀和枝葉狀有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為片狀。由各類(lèi)形態(tài)可以看出，接觸面積最大測(cè)試片狀粒子。片狀銀粉因?yàn)樵谛纬蓪?dǎo)電通道時(shí)是線(xiàn)接觸或者面接觸，更有利于電子傳輸，從而能夠提高銀粉的利用效率，節(jié)約銀粉、降低生產(chǎn)成本。因此片狀、粒徑小的銀粉導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好于圓狀、粒徑大者。

銀粉填充量大，導(dǎo)電銀膠固化后體積電阻率低，熱傳導(dǎo)性高，但同時(shí)粘接強(qiáng)度下降，因此銀粉的填充量影響到膠體的電阻率、熱傳導(dǎo)性和粘結(jié)強(qiáng)度。

2. 固晶后是否存在分層、銀粉分布不均的現(xiàn)象

銀粉顆粒以懸浮狀態(tài)分散在漿料體系中，銀粉和基體之間由于受到密度差 、電荷 、凝聚力 、作用力和分散體系的結(jié)構(gòu)等諸多因素的影響，常出現(xiàn)銀粉沉降分層現(xiàn)象，如果沉降過(guò)快會(huì)使產(chǎn)品在掛漿時(shí)產(chǎn)生流掛 ，涂層厚薄不均勻 ，乃至影響到涂膜的物化性能，分層也會(huì)影響器件的散熱、粘接強(qiáng)度和導(dǎo)電性能 。

3. 體積電阻率、粘接強(qiáng)度

體積電阻率是銀膠材料每單位體積對(duì)電流的阻抗，用來(lái)表征電流在銀膠中流通的難易程度。通常體積電阻率越低，銀膠導(dǎo)電性能越好。

粘接強(qiáng)度是銀膠單位粘結(jié)面上承受的粘結(jié)力，粘接強(qiáng)度主要包括膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度和膠層與被粘面間的粘接強(qiáng)度。其大小與膠黏劑的組成、黏料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、被粘物的性能與表面狀況及使用時(shí)的操作方式等因素有關(guān)。粘接強(qiáng)度是評(píng)價(jià)各種膠粘劑質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。將導(dǎo)電膠應(yīng)用于微電子封裝，不僅要提供良好的導(dǎo)電連接，而且需要具有良好的力學(xué)性能。

4. 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度

環(huán)氧樹(shù)脂在某一溫度下，表現(xiàn)出類(lèi)似玻璃既硬又易碎的特性，便稱(chēng)此材料處于玻璃狀態(tài)，而該臨界溫度（范圍）則是此一材料的玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)或玻璃轉(zhuǎn)移溫度，符號(hào)Tg。超過(guò)這個(gè)轉(zhuǎn)化溫度之后，固態(tài)的膠體會(huì)變脆，比較容易裂解。LED芯片在工作過(guò)程中將產(chǎn)生大量的熱量，而固晶層是散發(fā)熱量的重要通路，因此固晶層中的環(huán)氧樹(shù)脂膠必須具有良好的耐熱性，確保芯片工作過(guò)程中固晶底膠不會(huì)因?yàn)楦邷囟兇嚅_(kāi)裂失效。

5. 熱膨脹系數(shù)

導(dǎo)電銀膠的基體是環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)材料，熱膨脹系數(shù)比芯片和支架都大很多，在燈珠的冷熱沖擊使用環(huán)境中，會(huì)因?yàn)闊岬膯?wèn)題產(chǎn)生應(yīng)力，溫度變化劇烈的環(huán)境中效應(yīng)將更為加劇，膠體本身有拉伸斷裂強(qiáng)度和延展率，當(dāng)拉力超過(guò)時(shí)，那么膠體就裂開(kāi)了。固晶膠的在界面處剝離，散熱急劇變差，芯片產(chǎn)生的熱不能導(dǎo)出，結(jié)溫迅速升高，大大加速了光衰的進(jìn)程。因此為了避免銀膠開(kāi)裂的現(xiàn)象，對(duì)導(dǎo)電銀膠的熱膨脹系數(shù)的來(lái)料檢驗(yàn)尤為重要。

案例分析（一）：

某公司的LED燈珠可靠性出現(xiàn)問(wèn)題，通不過(guò)LM-80認(rèn)證，委托金鑒查找失效原因。金鑒通過(guò)對(duì)不良燈珠作解剖分析，發(fā)現(xiàn)固晶膠出現(xiàn)嚴(yán)重的分層現(xiàn)象，即樹(shù)脂沉在下面，銀粉浮在上面，與基板接觸的不是銀粉，而是樹(shù)脂，這樣會(huì)增加燈珠的熱阻，降低產(chǎn)品的可靠性。我們建議該公司加強(qiáng)對(duì)膠水的來(lái)料檢驗(yàn)，規(guī)范膠水的使用工藝。

掃描電鏡圖片顯示銀膠分層

案例分析（二）：

某客戶(hù)燈珠出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，委托金鑒分析原因。金鑒對(duì)燈珠解剖分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電銀膠存在分層現(xiàn)象，部分銀粉沉入到底部，形成致密的一層。銀微粒含量過(guò)高，被連結(jié)樹(shù)脂所裹覆的幾率低，固化成膜后銀導(dǎo)體的粘接力下降，出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，電性不再提高，電阻值增大，進(jìn)一步影響芯片散熱，如此惡性循環(huán)后，最終導(dǎo)致固晶層與支架之間完全剝離，導(dǎo)電通路被斷開(kāi)，并造成燈珠死燈失效。我們建議客戶(hù)加強(qiáng)銀膠的來(lái)料檢驗(yàn)，規(guī)范銀膠的使用工藝。

金鑒對(duì)燈珠解剖分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電銀膠存在開(kāi)裂分層現(xiàn)象

案例分析（三）：

某客戶(hù)的燈珠出先Vf過(guò)高的現(xiàn)象，委托金鑒查找失效原因。金鑒對(duì)導(dǎo)電銀膠做來(lái)料檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)銀膠的體積電阻率過(guò)高是此次失效的原因。

附：導(dǎo)電膠通過(guò)向基體樹(shù)脂中加入具有導(dǎo)電性的粒子，從而使其具有導(dǎo)電性及粘接性。因此，導(dǎo)電膠一般由高分子樹(shù)脂、稀釋劑、固化劑、促進(jìn)劑、導(dǎo)電填料以及其它的添加劑等組成。如表所示。

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