2. Монтаж накруткой и с помощью контактолов. Материалы. Специфика применения; средства реализации. Монтаж эвс с применением токопроводящих клеев – контактолов.

Электропроводящие полимерные клеевые материалы (ЭПКМ) находят все большее применение в производстве ЭВС, особенно при узловой сборке и монтаже миниатюрных электронных устройств, а также при сборке и монтаже термочувствительных полупроводниковых приборов, при получении электрических соединений в труднодоступных для сварки и пайки местах, при ремонте изделий в полевых условиях в случаях, когда недопустима деформация соединяемых деталей. Перспективность использования ЭПКМ связана с тем, что они обеспечивают: низкотемпературный режим формирования электрических контактов (ЭК), так как

температура отверждения ЭПКМ может быть выбрана в пределах 20С-100С с учетом

свойств контактируемых материалов и сопряженных с ними диэлектрических материалов

плат и различных защитных покрытий;

• возможность контактирования в труднодоступных местах изделия;

• отсутствие процесса растворения контактируемых металлов припоем (эффекта выщелачивания);

• отсутствие влияния на структуру и свойства контактируемых материалов;

• возможность организации групповой автоматизированной технологии сборки и монтажа;

• уменьшение объема сборочных и монтажных операций и упрощение технологического оборудования, в том числе часто за счет совмещения сборочных и монтажных операций;

• возможность варьирования свойств ЭК за счет корректировки ингредиентов композиционных ЭПКМ;

• совместимость по температурным характеристикам контактируемых материалов в сопряженной токопроводящей системе изделия;

• возможность исключения из ЭПКМ растворителей и летучих продуктов химических реакций при отверждении;

• упрощение контроля качества микромонтажа и выполнения ремонтных работ;

• возможность использования в составе ЭПКМ фотополимеров, позволяющих существенно повысить эффективность сборочно-монтажных операций и качество ЭК;

• возможность получения пленочных ЭПКМ с анизотропными свойствами, позволяющими заметно уменьшить удельное сопротивление ЭК;

• перспективу существенного снижения стоимости сборочно-монтажных работ и себестоимости изделия в целом.

ЭПКМ, называемые контактолами (с удельным объемным сопротивлением после отверждения <0,01 Ом·см), и применяемые для микроконтактирования в изделиях микроэлектроники (ИМЭ), по составу можно разделить на две основные группы. Первая группа – наполненные полимеры, электрическая проводимость которых обусловлена совокупностью проводящих цепочек, образуемых введением в полимер электропроводящих компонентов в виде мелкодисперсных частиц металла (например: Ag, Au, Ni, Mo, W и др.). Вторая группа ЭПКМ – это полимеры, электрическая проводимость которых обусловлена непосредственно их структурой, образуемой в процессе формирования (структурирования) самого полимера.

Контактолы в виде наполненных полимеров.

Контактолы первой группы находят пока еще преимущественное применение и представляют собой многокомпонентные, вязкотекучие композиции, обычно включающие:

• связующее вещество;

• отвердитель;

• электропроводящий наполнитель;

• различные добавки для придания композиции необходимых свойств.

Основные требования к контактолам:

• величина удельного объемного сопротивления _V при комнатной температуре должна быть не более 10^-3 Ом·см;

• высокая адгезия к соединяемым поверхностям (усилие отрыва не менее 10² кг/см²);

• вязкость должна быть такова, чтобы обеспечивать удобство применения (т.е. высокую технологичность);

• невысокая температура и минимальное время отверждения ЭПКМ.

ЭПКМ в этом случае изготавливаются чаще всего на основе эпоксидной смолы (связующего) с аминным отвердителем и наполнителем в виде серебряного порошка с частицами сферической либо чешуйчатой формы (либо их смесью) и размером 0,1-3,0 мкм. Никелевые порошки в составе контактолов используются с частицами сферической формы размером до 5 мкм (карбонильный никель) и осколочной формы размером до 40 мкм (электрооптический никель). Содержание проводящего наполнителя менее 70% массы клеевого состава заметно повышает сопротивление ЭК (при содержании серебра в ЭПКМ  85% по массе контактола его удельное сопротивление _V достигает 10^-4 Ом·см, в то время как при 70% - _V увеличивается почти в 3 раза). В состав ЭПКМ в большинстве случаев вводятся различные добавки для придания контактолу специфических свойств (пластичности, тиксотропности, требуемой вязкости и др.). Использование в составе ЭПКМ порошка посеребренного наполнителя (никеля, меди, либо др.) с размером частиц 40-70 мкм обеспечивает повышенную стойкость порошка к окислению, снижение _V ЭПКМ (например, никелевым наполнителем) дает экономию серебра и снижение стоимости контактола. Кроме того, важной особенностью использования никелевого порошка, покрытого серебром, является приобретение контактолом с таким наполнителем анизотропии электропроводности (при полимеризации контактола в однородном магнитном поле проводящие частицы образуют цепочки с фиксированной структурой и удельное сопротивление заметно снижается в направлении магнитного поля), что может быть использовано для снижения контактного сопротивления. Механические и электрические свойства получаемых с помощью контактолов ЭК в значительной степени зависят как от технологии их формирования так и от природы контактируемых материалов. Важно отметить весьма эффективное применение для монтажа ИМЭ наполненных пленочных ЭПКМ с анизотропией электропроводности, например, марок АС-1053 и АС-5052 (см. табл.14.1),

Таблица 14.1.

Основные сведения об анизотропных пленочных ЭПКМ

Марка	Тип связую-щего	Основные характеристики и параметры пленок
		Диаметр частиц наполнит., мкм	Сопротивление ЭК, Ом		Усиление отрыва проводника в месте ЭК, г/см	Толщи-на, мкм	Шири-на, мм
			В вертикаль-ном направле-нии	В горизонталь-ном направлении
АС-1053	Термо- пласт	28	2-3	10-9	700	15	2
АС-5052	Термо-пласт	28	2-3	10-9	700	20-25	2

что позволяет: на 2-3 порядка снизить трудоемкость микромонтажа; уменьшить токи утечки в местах межсоединений; повысить помехоустойчивость ИМЭ, а также упростить контроль качества получения ЭК и повысить надежность соединений.

Отработка технологии формирования ЭК с использованием отечественных ЭПКМ типа КБ-4 (АУКО.029.033 ТУ) показала важность обеспечения качества подготовки поверхностей контактируемых материалов перед монтажом и необходимость учета температурной зависимости вязкости конкретного ЭПКМ при выборе способа его нанесения, фиксации контактируемых деталей и технологии отверждения.

Кроме анизотропных пленочных ЭПКМ, целесообразно применение контактолов марок: К-2 (на основе нитроклея); паст К-8, К-13, К-16, отличающихся хорошей технологичностью (в том числе с использованием трафаретной и переносной печати, а также пневмодозаторов) и низким переходным сопротивлением ЭК.