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技術專欄
實現精密間隙控制與應力緩解的「微粒子」選型指南

實現精密間隙控制與應力緩解的「微粒子」選型指南

2026-05-08

電子

# 電子領域

半導體封裝與電子材料黏接／接合中，是否正面臨「間隙精度」「應力集中」「分散穩定性」等課題？
這些問題可透過微粒子的選型大幅改善。
本文將整理微粒子的粒徑、材質與物性差異對功能的影響，並以淺顯易懂的方式說明依用途選擇最適微粒子的指引。

微粒子選型可解決的代表性課題

無法穩定維持精密間隙
導電性與絕緣性的平衡難以控制
熱循環導致接合部應力集中
因填料沉降或凝聚造成加工不良

什麼是微粒子？作為功能設計材料的角色

微粒子不僅僅是添加劑，而是用於設計以下功能的重要材料。

導電性賦予
間隙控制（間隔材功能）
應力緩解
光學特性調整
黏度控制

粒徑對功能的影響

本專欄從「粒徑」與「材質」兩個觀點，系統性整理球狀微粒子，並說明依用途選擇的指引。如表1所示，在1μm以下區域，與介質界面之間的化學交互作用較強，界面成為主導因素，因此常應用於觸媒、光學特性調整與黏度控制等用途。另一方面，在1μm以上時，機械特性與尺寸成為主導因素，因此多應用於需要精密間隙維持與應力緩解的用途。

粒徑	主導因子	主要功能	代表用途
≤ 1 μm	表面能／比表面積	導電性賦予、觸媒活性、光學特性控制、黏度調整	導電助劑、觸媒、光學填料
1～10 μm	粒徑精度／分散穩定性	精密間隙控制、光學控制、防黏（Anti-blocking）	黏著劑間隔材、光學填料、導電粒子
10～600 μm	彈性模數／壓縮特性	應力緩解、厚度控制、間隙保持	半導體元件間隔材、應力緩解材料

材質別特性與選型要點

本專欄整理了不同材質的代表性微粒子種類，請參考表2。金屬及無機氧化物系微粒子雖具有高導電性，但因比重較高，容易產生沉降與分散性的問題。含玻璃的無機氧化物微粒子具備良好的尺寸穩定性與耐熱性，但因強度較高，可能對基材與基板造成損傷風險。另一方面，樹脂微粒子可實現彈性控制、絕緣性與應力緩解特性，廣泛應用於多種用途與不同基材之間。此外，也可在樹脂微粒子表面形成金屬層以賦予導電性（鍍金屬樹脂粒子）。

材質	特性	優點	課題	主要用途
金屬粒子	高導電性、高比重	低電阻、高導電性	易沉降、分散性課題	導電漿料、電極形成
碳粒子	輕量、具導電性	分散性佳、低比重	接觸電阻相對較高	導電助劑、正極材料
無機氧化物粒子（矽石、玻璃等）	高剛性、高耐熱性	尺寸穩定性、耐熱性	基材損傷風險	光學調整、黏度調整
樹脂粒子	低比重、可調控彈性	應力緩解、分散穩定性	無導電性	間隔材、應力緩解材料
鍍金屬樹脂粒子	導電性＋低比重	同時兼具應力緩解與導電性	製造成本	導電接著劑、ACF

從物性值看微粒子的差異

材質	形狀	比重	彈性模數
金屬粒子	球形（依金屬種類而異）	＞7	₋
碳粒子	非球形	約 1.6～1.8	₋
無機氧化物粒子（矽石、玻璃等）	球形／真球形	約 2.5～5	約 70 GPa
鍍金屬樹脂粒子	真球形（Perfect Sphere）	約 1.1～2.5	數百 MPa～數 GPa
樹脂粒子	真球形	約 1.0～1.2	數百 MPa～數 GPa

依用途推薦的微粒子選擇方法

圖1顯示不同粒徑與材質的應用範例。在1μm以下區域，常使用利用高比表面積發揮導電性或觸媒活性的金屬奈米粒子與碳奈米粒子。此外，矽石填料是代表性的光學特性調整與黏度控制材料。樹脂粒子在1μm～600μm範圍內具有高尺寸精度，並具備廣泛的粒徑對應能力，因此在精密間隙維持與應力緩解方面，相較其他材質具有明顯優勢。