【胶黏剂小知识】搭接剪切与晶粒剪切

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胶粘剂界常用搭接剪切强度和晶粒剪切强度试验来表征环氧树脂的粘结强度，测量特定基材上粘合剂的强度。搭接剪切强度采用ASTM D1002《通过张力加载(金属对金属粘合)单搭接粘合金属试样的表观剪切强度》进行评估。该测试不仅可以确定环氧树脂与铝粘合时的剪切强度，还可以检查其破坏模式，这同样重要。

每个搭剪试样创建使用两个1英寸宽酸蚀刻铝券1/2英寸重叠。该组件的侧视图如图1所示。

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样品已根据推荐的固化时间表组装和固化，它们被冷却到室温，并一次放置一个到Instron®测试系统进行分析。两个压箍垂直夹紧在“握持器”之间，并以设定的恒定速率180°拉动。拉力增加，直到粘接失效，产生如图2所示的曲线。根据曲线计算抗拉抗剪强度，公式如下:

【胶黏剂小知识】搭接剪切与晶粒剪切

搭接抗剪强度的典型值范围为500 – 3000psi。然而，强度读数并不是测试的唯一重要参数。失效的模式也同样值得考虑。

有两种类型的失效可能发生：粘接和内聚。当一种材料的粘性失效时，粘合剂完全失去了与基材的粘合。当粘合材料的粘合强度低于其内聚强度时，就会发生粘接失效。在内聚失败的情况下，粘合剂本身的强度不如施加在它上面的力大，粘合剂会撕裂，留下粘合剂的一部分粘在两个基材上。

图3a和3b显示了两种失效模式的例子。

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在存在非常高的恒定载荷的应用中，建议使用对所选基材具有良好机械保持的高抗拉强度粘合剂。

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晶粒剪切强度是半导体行业常用的测试方法。它用于确定使用晶粒附着粘合剂粘合到封装基板上的晶粒的强度。通过使晶粒承受平行于基板的应力，其结果是在晶粒和晶粒附着材料之间的界面处产生剪切应力。晶粒剪切测试的目的是衡量与晶粒和基材结合的整体质量。

以下是试验的放大示意图:

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晶粒抗剪强度通常以千克为单位报告，并且由于晶粒和基材组成以及晶粒尺寸而显着变化。对于较大的晶粒，由于表面积较大，建议使用应力较低的材料。典型的晶粒剪切测试是在镀金Kovar®基板上的2mm x 2mm金骰子上完成的。

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2024-09-25

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