Snelle synthese van gouden microbolletjesarray biedt oplossing voor geavanceerde verpakking in elektronica

Naarmate elektronische apparaten kleiner worden, wordt het steeds moeilijker om verbindingen van hoge kwaliteit te realiseren die zowel betrouwbaar zijn als veilig zijn tegen kortsluiting. Onderzoekers ontwikkelden jaren geleden de array-ACF (anisotrope geleidende lijmfilm) met behulp van met metaal beklede polymeermicrosfeerarrays om deze verbindingen te maken, maar de binding tussen het metaal en het polymeer zou onder druk kunnen barsten, wat de prestaties ervan zou beïnvloeden.

Nu heeft een samenwerkingsteam onder leiding van onderzoekers van het Hefei Institute of Physical Science van de Chinese Academie van Wetenschappen de efficiënte constructie bereikt van op goudmicrosfeer-array gebaseerde anisotrope geleidende kleeffilm (ACF) voor geavanceerde verpakkingen. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie.

In hun onderzoek ontwikkelden de onderzoekers een nieuwe aanpak om binnen één minuut puur gouden microbolletjes-arrays te fabriceren door middel van een gepositioneerde zelfassemblage en laserbestraalde rijpingsstrategie. Deze techniek is gebaseerd op een snel laag-voor-laag laser-geïnduceerd smelt- en fusieproces, waardoor het anisotrope groeiprincipe effectief wordt vermeden.

Het fundamentele voordeel van deze strategie ligt in de gevormde grootte van gouden microbolletjes, die wordt bepaald door de initiële microgaatjes en de precieze positionering daarin. Dit vergemakkelijkt niet alleen een nauwkeurige controle, maar zorgt ook voor compatibiliteit met lithografische technieken in de industrie.

De techniek is ook flexibel en kan worden gebruikt om verschillende soorten microbolletjes te maken, waaronder microbolletjes van legeringen gemaakt van goud en andere metalen. Wanneer deze microbolletjes met een laser worden behandeld, smelten ze soepel samen, waardoor stabiele en duurzame materialen ontstaan.

Vergeleken met commerciële vergulde microsferen zijn de puur gouden microsferen veel flexibeler en beter bestand tegen elektrische problemen onder druk. Deze gouden microsfeer-arrays kunnen de hechting van microdisplays helpen verbeteren, zoals die worden gebruikt in μLED-chips, die essentieel zijn voor het creëren van beeldschermen met een hoge resolutie.