'반대전하사이'에 해당되는 글 1건

  1. 2012.09.19 접착 이론

2012.09.19 09:30 접착제란?

접착 이론

 

Polymer System과의 Bonding Mechanism

 

접착이란 두 물질간의 물리적 혹은 화학적 친화력에 의해 결합되는 현상이며 결합된 두 물체의 상호작용력은 접착강도로 상대평가될 수 있습니다. 반도체 Package의 조립에 사용되고 있는 Polymer계의 재료들은 금속과는 다른 원자들 상호간의 여러 Mechanism에 의해 그 결합이 이루어졌습니다. 금속과 금속간 결합의 경우 상호 원자의 확산에 의해 형성되는 합금 또는 중간 화합물(Intermetallic Compound)이 하나의 접착층으로 간주될 수 있습니다. 예를 들어 Die Attach후 진행되는 Wirebonding 공정의 Gold Wire와 Aluminum Pad가 결합되는 것은 상호 확산 계수차가 큰  Gold와 Aluminum이 물리적으로 1차 접착한 후 접착 계면을 통해 Al 원자가 Au층으로 급속하게 확산되면서 Al2Au, AlAu, AlAu2등과 같은 중간 화합물을 형성함으로써 강한 결합력을 유지할 수 있음이 이론적으로 정립된 바 있습니다. 그러나  Polymer간의 접착 이론은 금속과 같이 명확하게 규명되어 있지 않으며 접착 계면에서 구조나 특성이 유사한 고분자 사슬간의 운동성에 의한 상호 확산으로 접착을 이루는 것으로 추정됩니다. 그러나  Polymer는 대부분 동종의 물질이 아닌 성질이 상이한 금속, 세라믹, 플라스틱등과 같은 Substrate와의 접착에 많이 이용됩니다. 이 같은 경우  접착 경계면에 존재하는 상호작용력은 다음과 같이 분류할 수 있으며 그 구조적인 차이는 위그림에 잘나타냈습니다.

 

 

 

각종 결합의 Potential Energy 비교곡선

 

A.  공유 결합(Primary Covalent Bond : 두 원자가 한 쌍의 전자를 공유하는 결합)
B.  수소 결합(Hydrogen Bond : 수소와 전기 음성도가 큰 원자( N, O, F )와의 인력)
C.  쌍극 작용(Dipole Interaction : 반대 전하사이의 인력 또는 같은 전하사이의 반발력)
D.  반 데르 발스 결합 (Van der Waals Bond : 분자간 쌍극인력)
E.  이온 결합(Ionic Bond : 서로 다른 두 원자간의 전자전이로 이루어 지는 결합)
 

 

이와 같이 상이한 물질간의 경계면에 존재하는 다양한 상호작용력 가운데 어느 것이 두 물질간의 접착력에 주도적으로 작용하는 지에 대해서는 아직까지 명확히 규명되지는 않았으나 공유 결합, 수소 결합, Van der Waals 결합등이 계면 접착에 주로 영향을 미치는 것으로 보고 있습니다. 상기그림은 공유 결합, 수소 결합, Van der Waals결합의 Potential Energy 차이를 나타내고 있습니다. 공유 결합은 원자와 원자의 화학 결합인 관계로 원자간 거리가 상대적으로 짧고 강력한 인력으로 결합되어 있는 반면 분자와 분자 사이의 결합 형태인 수소 결합이나 Van der Waals 결합은 상대적으로 결합 거리가 길고 Energy도 훨씬 작음을 알 수 있습니다.



결합 Energy

 

Metal Substrate의 경우 접착제와 Substrate사이의 극성 또는 산,염기의 상호 작용이 가장 강한 접착력이라 볼 수 있으며 이런 형태의 결합은 Substrate에 존재하는 Hydroxyl계와 접착제의 Hydroxyl 또는 Amine계 성분이 상호 작용하는 수소 결합입니다. 또 하나 고려할 Mechanism은 화학 결합을 통해 Substrate와 접착제가 상호 결합되는 것인데 이 경우 반응은 Substrate와 접착제의 Base Resin 또는Coupling Agent가 서로 작용하는 것으로 볼 수 있다. 상기표는 각종 결합 또는 상호작용력의 일반적인 결합 Energy를 나타내고 있습니다.

앞에서 언급된 상호작용력에 기인하여 일반적으로 반도체 조립에 사용되고 있는 물질중 접착제와의 접착력이 좋은 물질부터 나열해 보면 다음과 같습니다.
A.  Bare Silicon
B.  Epoxy / Polyimide
C.  Copper(Copper Oxide)
D.  Silver
E.  Gold

Gold나 Silver의 경우 화학적으로 매우 안정적이고 내산화성이 있어 화학적 상호작용력이 다른 물질과 비교해 현저히 낮으며 상대적으로 접착력이 떨어집니다. 반면에 Silicon은 항상 얇은 층의 Oxide(Native Oxide)가 존재하기 때문에 Hydrogen Bonding이 형성되어 접착력을 강화시킵니다.

 

 

 

 

영홈페이지 : http://www.tcctech.co.kr
QR 코드 :

Posted by 티씨씨
 TAG , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

댓글을 달아 주세요

이전버튼 1 이전버튼

블로그 이미지
접착제,자외선접착제,UV접착제,순간접착제,구조용접착제,나사고정제,축혈부고정제,배관밀봉제
티씨씨

공지사항

Yesterday286
Today60
Total779,819

달력

 « |  » 2019.10
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31    

최근에 받은 트랙백

글 보관함