固化温度与时间对导电银铜胶电阻率的影响研究

一、引言

二、实验部分

（一）实验材料与设备

1. 实验材料：研铂牌 YB6020 导电银铜胶，由先进院（深圳）科技有限公司提供，其主要成分包括银铜合金粉末、有机树脂基体、固化剂以及其他添加剂等。银铜合金粉末具有良好的导电性，有机树脂基体则为银铜粒子提供粘结与分散的介质，固化剂在特定条件下促使树脂基体发生交联反应，从而使导电银铜胶固化成型。
2. 实验设备：高精度数字万用表（用于测量电阻值）、恒温恒湿箱（准确控制固化温度与湿度环境）、热分析仪器（如差示扫描量热仪，用于分析固化反应过程中的热效应与温度变化）、电子显微镜（观察固化前后银铜粒子的微观结构与分布状态）。

（二）实验设计

1. 固化温度实验：设定不同的固化温度梯度，分别为 80°C、100°C、120°C、150°C 和 180°C。在每个固化温度下，保持固化时间恒定为 60 分钟。将适量的研铂牌 YB6020 导电银铜胶均匀涂覆在预先处理好的标准测试基板上，放入恒温恒湿箱中进行固化处理。待固化完成后，取出样品，使用高精度数字万用表测量其电阻值，并根据样品的尺寸计算电阻率。每个温度条件下进行多次重复实验，以确保数据的准确性与可靠性。
2. 固化时间实验：选取一个适中的固化温度（如 120°C），设置不同的固化时间梯度，包括 30 分钟、60 分钟、90 分钟、120 分钟和 150 分钟。按照与固化温度实验相同的涂覆、固化、测量步骤，测定不同固化时间下研铂牌 YB6020 导电银铜胶的电阻率，并进行多次重复实验。

三、结果与讨论

（一）固化温度对电阻率的影响

1. 实验数据呈现：随着固化温度从 80°C 逐渐升高到 180°C，研铂牌 YB6020 导电银铜胶的电阻率呈现出先下降后上升的趋势。在 80°C 至 120°C 的温度范围内，电阻率下降较为明显；当固化温度超过 120°C 后，电阻率开始逐渐上升。例如，在 80°C 固化时，电阻率约为 5×10⁻⁴ Ω・cm，而在 120°C 固化时，电阻率降低至 2×10⁻⁴ Ω・cm 左右，但当固化温度升高到 180°C 时，电阻率又回升至约 4×10⁻⁴ Ω・cm。
2. 内在机制分析：在较低温度范围（80°C - 120°C）内，随着固化温度的升高，有机树脂基体的固化反应速率逐渐加快，银铜粒子之间的接触更加紧密，形成了更为连续和有效的导电通路，从而使得电阻率降低。然而，当固化温度过高（超过 120°C）时，一方面可能导致银铜粒子发生一定程度的氧化或团聚，破坏了原本良好的导电网络结构；另一方面，过高的温度可能使树脂基体过度固化，产生内应力，影响银铜粒子与树脂基体之间的界面结合，进而导致电阻率上升。

（二）固化时间对电阻率的影响

1. 实验数据呈现：在 120°C 的固化温度下，随着固化时间从 30 分钟增加到 150 分钟，研铂牌 YB6020 导电银铜胶的电阻率也呈现出先下降后趋于稳定的变化规律。在固化时间较短（30 分钟 - 60 分钟）时，电阻率下降幅度较大；当固化时间超过 90 分钟后，电阻率的变化逐渐趋于平缓。例如，30 分钟固化时电阻率约为 4×10⁻⁴ Ω・cm，60 分钟时降低至 2.5×10⁻⁴ Ω・cm，而 150 分钟时电阻率约为 2.2×10⁻⁴ Ω・cm。
2. 内在机制分析：在固化初期（30 分钟 - 60 分钟），随着固化时间的增加，树脂基体的固化程度逐渐提高，银铜粒子在树脂中的分散更加均匀，相互之间的连接不断完善，导电通路逐渐形成并优化，因此电阻率显著下降。当固化时间达到一定程度（超过 90 分钟）后，树脂基体基本完成固化反应，银铜粒子的导电网络已趋于稳定，此时继续增加固化时间对电阻率的影响变得微弱，电阻率仅会有小幅度的波动并趋于稳定值。

四、结论

1. 固化温度和时间均对研铂牌 YB6020 导电银铜胶的电阻率有着显著影响。在一定范围内，适当提高固化温度和延长固化时间有助于降低电阻率，提高导电性能。但当固化温度过高或固化时间过长时，会因银铜粒子的氧化、团聚、树脂基体过度固化等原因导致电阻率上升或趋于稳定。

2. 对于研铂牌 YB6020 导电银铜胶，较为适宜的固化温度范围为 100°C - 120°C，固化时间在 60 分钟 - 90 分钟之间，在此条件下能够获得相对较低且稳定的电阻率，从而保障其在集成电路及电子封装等领域应用时的良好导电性能与可靠性。先进院（深圳）科技有限公司可依据本研究结果，进一步优化 YB6020 导电银铜胶的固化工艺参数推荐范围，为用户提供更准确的使用指导，推动该产品在电子行业的广泛应用与技术发展。
   

以上数据仅供参考，具体性能可能因生产工艺和产品规格而有所差异。