Abstract
近年來，隨著自駕車、智慧型手機等高科技產品的普及，半導體元件的功能和性能要求不斷提高。這導致了具有複雜電路結構和高度計算能力的晶片的廣泛使用。這也使得半導體晶圓封裝測試變得更加重要。良好的測試系統材料應具備五個主要特性，包括耐磨耗、低電阻、低黏性、高穩定性和長壽命等等，而在不同的碳同素異形體裡，發現上述五大特性，因此碳材料被視為封裝測試探針的最佳選擇之一。儘管如此，雖然碳材料如石墨烯等具有優良的機械特性、熱傳導性以及電性，但單一石墨烯結構碳材無法擁有良好的壓縮行程。因此近年來許多研究學者和企業已開始利用矽膠表面塗佈金（Au）材料的球體，或者將奈米碳管混入矽膠體中，以增強其測試探針的彈性和導電特性。然而，在高電流和高頻率的壓縮測試下，這些材料容易磨損，測試壽命和穩定性較差。因此，本研究將具有包覆性結構的碳鎳粒子複合材料混入PDMS膠體中，於強磁場的條件下將碳鎳粒子於膠體內排列成高密度的導電膠導電路徑，製備一種能夠在高電流密度和高頻率測試環境下運作的優秀封裝測試探針材料。 為了製備該複合材料，採用了以下方法。首先，透過酸處理的方式在富勒烯碳球表面進行改質，在碳球表面引入羧酸官能基。接著，我們運用水熱合成方法，使用半胱胺將改質碳球連結在磁性鎳粒子表面；半胱胺上的硫醇基會置換掉改質碳球表面的羧酸官能基，接下來，碳球表面的硫醇基會鍵結在球狀鎳粒子表面，形成具有包覆性結構的碳鎳粒子複合材料。最後，將這些碳鎳粒子混入PDMS膠體基材中。通過直流攪拌機均勻混合後，對其施加外部磁場。這個外部磁場的大小由一個可產生高達20000T的磁場產生器控制。在經過強磁場作用下，內部碳鎳粒子會被排佈在所施加之外部磁場的磁力線上，同時，強磁場所產生的熱量也會使膠體固化，形成磁流變彈性膠體複合材料。 本實驗製備了具有包覆性結構的碳鎳粒子複合材料，並製作了一個可產生20000 T之磁場產生器，用以探討不同外部磁場條件對磁流轉彈性膠體複合材料電性的影響。隨後，探討了不同類型的膠體材料以及其主劑/硬化劑比例對磁流變彈性膠體的機械性質及電性影響。我們將研究以上條件對壓縮比、荷重及壓縮行程與磁流變彈性膠體電阻的關係，並討論磁流變彈性膠體的壽命對與其對於高頻訊號的響應，並深入了解這些影響因素之間的相互關係。