鎢銅電子封裝材料電導率影響因素

除了洛氏硬度（HRB）的檢測外，電導率的檢測也是鎢銅複合材料作為電子封裝材料中必不可少的檢測項目之一。它是反應電子封裝材料導電能力的一個重要指標，也直接影響了電子封裝材料的最終使用性能。其導電能力越強，電阻就越小，反之則電阻越大。對於硬度的檢測來說，若鎢銅複合材料發生過燒，其內部的銅Cu相會滲出並導致孔洞的出現，使得整體的硬度下降；但是銅Cu相的析出卻能發生偏析現象，因而會使得硬度不會大幅度下降。以此為基礎，相關研究人員總結出最有可能影響鎢銅電子封裝材料電導率的兩方面因素，其一是含銅量，另一個就是孔隙率。

從理論上分析，鎢銅W-Cu複合材料是由W相和Cu相組成，其中W相硬度以及熔點較高，電導率較低；Cu相則相反，其硬度及熔點較低，但擁有極其優良的電導率。因此可以推斷鎢銅電子封裝材料的電導率取決於銅含量的多少，銅含量越高，相應的鎢銅複合材料電導率也就越高。從化學中的能帶理論分析，不同的金屬由於其原子有著不同的價軌道和不同的原子間距，能帶（空帶）部分重疊，構成了一個未滿的導帶，所以具有金屬性並且易導電。這樣看來，只要存在著未充滿的導帶，無論其本身是未充滿的能帶，還是由於空帶和滿帶相互重疊所形成的未充滿能帶，在外電場的作用下便會形成電子的定向流動，從而使得材料具有導電性。

在外界電場的干預下，價帶內最週邊的電子在不違反不相容原理的前提下獲得額外的少許能量而到達能帶內附近許多空的地方。與無序的熱激發明顯不同的是受電場激發的電子在與場相反的方向上獲得動量，會在晶體內產生一種集體運動，從而形成電流。在鎢銅複合材料中，由於其中的W原子和Cu原子均有這不同的價軌道和不同的原子間距，能帶（空帶）部分重疊，構成了一個未滿的導帶，所以它具有良好的導電性。對於呈二價的金屬銅來說，其價帶是滿帶，價帶與較高的空帶相交疊，滿帶中的電子能佔據空帶，所以導電性較好；而呈六價金屬鎢，其價帶呈未滿狀態，導電能力明顯不如銅相。這也很好地證明了鎢銅電子封裝材料的導電能力或者說電導率的大小取決於含銅量的高低。

另一個影響因素是孔隙率，孔隙缺陷的存在會對電子的運動起著一定的阻礙作用。因此，孔隙率越高，鎢銅電子封裝材料的電導率就越低。因為鎢銅複合材料是由兩種差別較大的金屬組成的假合金，在W和Cu顆粒之間存在著大量的介面和孔隙。有實驗表明，鎢銅複合材料的電導率與其緻密度呈正相關，緻密度越低，電導率也越低。此外，燒結溫度的控制同樣重要，發生過燒時，鎢銅材料的電導率會急劇下降。其主要包括兩個原因，其一是內部的W相發生了較為嚴重的偏析和孔洞，而且作為導電的主要介質Cu相也發生了一定程度的偏析，使得其滲透至表面，內部的Cu含量水準降低，電導率隨之降低。

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