各向异性导电胶膜（ACF）力学性能研究

论文摘要

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,以及电子工业急需无铅材料,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）作为一种新兴的绿色、环保微电子封装互连材料,其应用日益广泛。本文研究了ACF的基本力学性能,以及高温高湿和温度循环老化作用下ACF的力学性能。通过不同加载率下的拉伸试验,研究了加载速率对ACF基本力学性能的影响。结果表明:随着加载率的增加,ACF的杨氏模量逐渐增加,拉伸强度基本呈增加趋势,断裂应变逐渐减小。研究了高温高湿老化环境对ACF-D力学性能的影响。结果表明:高温高湿对ACF-D的影响分为两个阶段,首先是二次固化阶段,杨氏模量和拉伸强度增加,断裂应变减小;然后是固化完全后,环氧树脂相吸湿塑化阶段,杨氏模量和拉伸强度逐渐减小,断裂应变不断增加。针对温度循环对ACF-D力学性能的影响进行了探索性的研究。结果表明:不同温度下的拉伸试验,温度循环对杨氏模量的影响分为三个阶段。第一阶段杨氏模量减小;第二阶段杨氏模量逐渐增加;第三阶段杨氏模量不断减小。不同应变率下,温度循环对杨氏模量的影响随应变率的增加表现出不同的规律。应变率为0.01%s-1时,杨氏模量的变化与不同温度下得到的结果相同,应变率增加到0.1%s-1和1%s-1时,杨氏模量的变化分为两个阶段,第一阶段逐渐增加,第二阶段逐渐减小。不同温度与不同应变率下,拉伸强度的变化规律一致,分为两个阶段,第一阶段逐渐增大,第二阶段不断减小。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 各向异性导电胶的产生背景
• 1.2 各向异性导电胶膜的导电机理
• 1.3 各向异性导电胶粘接工艺
• 1.4 影响ACF互连器件可靠性的主要因素
• 1.4.1 粘接温度和固化时间
• 1.4.2 粘接压力
• 1.4.3 导电粒子在胶体里的含量以及粒子直径的波动
• 1.4.4 ACF的弹性模量
• 1.5 各项异性导电胶可靠性试验
• 1.5.1 温度冲击下各向异性导电胶膜可靠性研究
• 1.5.2 高温高湿环境下各向异性导电胶可靠性研究
• 1.6 动态力学热分析基础
• 1.6.1 材料的杨氏模量与拉伸强度
• g）及测试方法介绍'>1.6.2 玻璃化转变温度（T_g）及测试方法介绍
• 1.7 本文的研究意义和研究工作
• 1.7.1 本文的研究意义
• 1.7.2 本文的工作
• 第二章 加载速率对ACF力学性能的影响
• 2.1 试样及设备介绍
• 2.1.1 ACF基本尺寸以及型号标准
• 2.1.2 试样制备
• 2.1.3 试验设备
• 2.2 ACF-A重复试验
• 2.2.1 固化过程
• 2.2.2 重复试验结果分析
• 2.3 加载率对ACF力学性能的影响
• 2.3.1 试验条件
• 2.3.2 试验结果分析
• 2.4 本章 小结
• 第三章 高温高湿环境对ACF力学性能的影响
• 3.1 试验方案设计
• 3.2 试验结果与分析
• 3.2.1 温度对高温高湿老化后ACF力学性能的影响
• 3.2.2 应变率对高温高湿老化后ACF力学性能的影响
• 3.2.3 高温高湿老化对ACF-D玻璃化转变温度的影响
• 3.2.4 微观分析
• 3.3 本章 小结
• 第四章 温度循环载荷对ACF力学性能的影响
• 4.1 试验准备及方案设计
• 4.1.1 试验准备
• 4.1.2 试验设计
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 温度对温度循环后ACF力学性能的影响
• 4.2.2 应变率对温度循环后ACF力学性能的影响
• 4.2.3 温度循环载荷对ACF-D玻璃化转变温度的影响
• 4.3 本章 小结
• 第五章 结论
• 5.1 本文的主要工作及结论
• 5.2 下一步工作建议及展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢