金鑒實驗室：導電銀膠來料檢驗、失效分析

導電銀膠是由銀粉填充入基體樹脂形成的具有導熱、導電及粘結性能的復合材料?；w樹脂固化后作為導電膠的分子骨架，決定了導電銀膠的力學性能和粘接性能。銀粉在基體樹脂中形成連結網絡從而導電、導熱，但同時也會受到基體樹脂的影響。因此，各組分材料的選擇和添加量的確定對導電銀膠的性能影響重大。

導電銀膠物理、化學特性和固晶工藝都對銀膠的粘接、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。為此金鑒檢測推出LED導電銀膠來料檢驗的業(yè)務，幫助LED封裝和燈具廠加強品質管控因而提高LED可靠性能。

服務客戶：LED封裝廠、燈具廠

檢測內容：

1. 銀粉粒徑大小、形態(tài)、填充量

銀粉的粒徑、形態(tài)以及填充量會影響銀膠的熱導率、電導率和粘接強度。好的導電銀膠固化后環(huán)氧樹脂少，銀粉顆粒緊密接觸，能夠形成良好的導電、導熱通路。

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

粒子形態(tài)基于導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)先次序為：枝葉狀，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統稱為片狀。由各類形態(tài)可以看出，接觸面積最大測試片狀粒子。片狀銀粉因為在形成導電通道時是線接觸或者面接觸，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、降低生產成本。因此片狀、粒徑小的銀粉導熱、導電性能好于圓狀、粒徑大者。

銀粉填充量大，導電銀膠固化后體積電阻率低，熱傳導性高，但同時粘接強度下降，因此銀粉的填充量影響到膠體的電阻率、熱傳導性和粘結強度。

2. 固晶后是否存在分層、銀粉分布不均的現象

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構等諸多因素的影響，常出現銀粉沉降分層現象，如果沉降過快會使產品在掛漿時產生流掛 ,涂層厚薄不均勻 ,乃至影響到涂膜的物化性能，分層也會影響器件的散熱、粘接強度和導電性能 。

3.?體積電阻率、粘接強度

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

粘接強度是銀膠單位粘結面上承受的粘結力，粘接強度主要包括膠層的內聚強度和膠層與被粘面間的粘接強度。其大小與膠黏劑的組成、黏料的結構與性質、被粘物的性能與表面狀況及使用時的操作方式等因素有關。粘接強度是評價各種膠粘劑質量的重要指標之一。將導電膠應用于微電子封裝，不僅要提供良好的導電連接，而且需要具有良好的力學性能。

4.?玻璃化轉變溫度

環(huán)氧樹脂在某一溫度下，表現出類似玻璃既硬又易碎的特性，便稱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移點或玻璃轉移溫度，符號Tg。超過這個轉化溫度之后，固態(tài)的膠體會變脆，比較容易裂解。LED芯片在工作過程中將產生大量的熱量，而固晶層是散發(fā)熱量的重要通路，因此固晶層中的環(huán)氧樹脂膠必須具有良好的耐熱性，確保芯片工作過程中固晶底膠不會因為高溫而變脆開裂失效。

5. 熱膨脹系數

導電銀膠的基體是環(huán)氧樹脂類材料，熱膨脹系數比芯片和支架都大很多，在燈珠的冷熱沖擊使用環(huán)境中，會因為熱的問題產生應力，溫度變化劇烈的環(huán)境中效應將更為加劇，膠體本身有拉伸斷裂強度和延展率，當拉力超過時，那么膠體就裂開了。固晶膠的在界面處剝離，散熱急劇變差，芯片產生的熱不能導出，結溫迅速升高，大大加速了光衰的進程。因此為了避免銀膠開裂的現象，對導電銀膠的熱膨脹系數的來料檢驗尤為重要。

編輯：fqj