搜索
半导体封装导电型黏着材料半导体封装导电型黏着材料银胶银胶♦目的:♦本课程为银胶之制造流程介绍与其应用，主要目的为使新进工程师瞭解银胶接合之物性及其制造流程。在选择材料时掌握其特性或发生问题时能依据物性及制造流程，迅速查找解决点，有效解决问题。前言前言银胶接合剂的成分Epoxyadhesivecomposition银胶接合剂是为了将芯片固定在基板或钉架所使用之接合剂，有含银填料(Filler)之导电性型与含氧化硅(Silicon)或铁弗龙(PTFE)填料之绝缘型两种。导电性型与绝缘型的填料是完全不同。导电性型一般是使用银粉。银粉有球状、树枝状、鳞片型等形态，这些银粉的混合技术是决定银胶接合剂的各种特性的重点。绝缘型的填料虽只要是绝缘粉末即可，但大部分使用热传导性较佳之氧化硅或铁弗龙。一般银胶接合剂是10~25g装的注射筒(Syringe)，保存于-18‘C冷冻库中。银胶接合剂的成分表項目導電型絕緣型主劑環氧(Epoxy)樹酯環氧(Epoxy)樹酯硬化劑胺(Amine)系胺(Amine)系填料銀氧化矽,鐵弗龍银胶键结示义图银胶键结示义图银胶接合剂成分的功能Epoxypastecompositionfunction控制黏度,热膨涨系数和导电/导热度ControlofViscosity,CTEandElectrical/ThermalConductivity填料Fillers聚合树脂PolymerizationofResin催化剂Accelerators聚合树脂PolymerizationofResin烘烤剂/硬化剂CuringAgents/Hardeners控制黏度ViscosityControl稀释液Diluents黏着强度Adhesion树脂Resins目的PURPOSE组成原料INGREDIENT银胶接合剂烘烤的化学性质CurechemistryforEpoxysystemORCC+XR’HydroxylGroup(hydrophilic)OHRCCXR’EpoxideGroupHardenerCrosslinkingreactionbetweentheepoxidegroupandthehardenerX=phenolamineanhydride微差扫瞄热量曲线图DSCcurve(differentialscanningcalorimetrycurve)微差扫描热量曲线图是指银胶接合剂热性质对加热速率或时间变化曲线图。藉由银胶接合剂对加热速率或时间变化曲线，提供给客户作烘烤条件设置之参考。弯曲弹性系数ModulusofFlexureElasticity所谓弯曲弹性系数是指将硬化后之银胶接合剂，进行定量之弯曲时，藉由银胶接合剂撤消的反作用力计算出来。也就是当产品进行热循环(HeatCycle)实验时，银胶接合剂对芯片生成的应力。因此要防止产品破坏取低弯曲弹性系数较有利。银胶制造流程EpoxyadhesiveManufacturingProcess包装出货退出材料是否合乎规格?入料测试规格(物理性/功能性)依入料检验结果作处置材料送至至生产线制造制造最终检验及测试最终检验规格依最终检验结果作处置装填至胶管成品是否符合规格?MaterialReviewBoard(MRB)NoNoYes客户规格Yes原材料收料开始入料检验其它原材料检验由于银粉和氧化铝及铁弗龙非常薄及平坦很难加以量测或无法量测其银粉尺寸大小，所以一般以光扫描机来计算其银粉尺寸大小。一般通常以平均表面积，来作为银粉的量测值。以下为505和505MT平均表面积:5050.74m2/g505MT0.61m2/g原材料的入料检验RawMaterialIncomingInspection原材料之秤重Rawmaterialweighing原材料如主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)经过原物料检验合格后，依据其所需调配之比重，以天平加以秤重。主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)之混合EpoxyandHardness(Amine)andFiller(Silverflak)mixing主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)经过检验后及以天平秤重后，随即倒入混合搅拌机。作搅拌混合之动作。混合搅拌机一边抽真空，一边搅拌，以防空气慎入混合之材料中。以免造成混合不均匀和气泡之情形生成。制程中之黏度检验ViscometerforinProcessviscositycheck经搅拌混合主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)必须以黏度测试机(一般均使用E型黏度计)来测试其黏度。是否合乎客户要求之黏度规格。注射筒之装填SyringeFilling经搅拌混合主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)经过黏度检验合乎客户要求规格后，随即以装填机装将混合完成之银胶接合剂。依造订单所需之重量，装填至注射筒内。银胶接合剂之出货检验EpoxypasteFinalTest黏度最终检验Viscometerforfinalviscositycheck银胶接合剂出货时，必须以黏度测试机测试其黏度。来决定银胶接合剂其使用期限及是否合乎客户制程上黏晶机所要求的工作能力。以达到合乎客户要求之黏度规格。推晶强度能力最终检验Dieshareforfinalcheck银胶接合剂出货时，必须以推晶强度测试机测试其推晶强度黏度。来决定银胶接合剂之接合强度是否合乎客户所要求之推晶能力。302StainlessSteelStripBondJointResistanceAdhesiveGoldPlatingViCrossSectionAreaGlassSlideAdhesiveLengthViConductivityPrinciples-VolumeResistivityTestConductivityPrinciples-BondJointResistivityTest电性量测EpoxypasteElectricalmeasure银胶接合剂出货时，必须做以下之量测。以确认其电性之阻抗值合乎客户要求规格。ConductiveAdhesiveUnitQMI516DW1241-82ASG1244-65CQMI509MV1234-100AApplicationLaminateLaminateLaminateLeadframeLeadframeFillerTypeSilverSilverSilverSilverSilverFiller&%8378798080Viscosity@25°Ccps80006400800090009000ThixotropicIndex3.04.94.24.05.2WorkLife@25°Chrs2412122412StorageLife@-40°Cyear10.50.510.5OvenCure150°C/15min150°C/15min150°C/15min150°C/15min150°C/15minSkipCure10sec@150°C10sec@150°C10sec@150°C8sec@200°C8sec@200°CWeightLossonCure%Ionic:Chlorideppm/=20/=20/=20/=20/=20Ionic:Sodiumppm/=20/=20/=20/=20/=20Ionic:Poatassiumppm/=20/=20/=20/=20/=20WeightLoss@300°C%0.50.50.50.50.1GlassTransitionTemperature°C-41oC2.7oC18oC-1oCCTE:BelowTgppm/°C5151517717.3CTE:AboveTgppm/°C11216417016883Modulus@25°CGPa1.82.92.81.85.3Modulus@260°CGPa0.10.05TBDTBDTBDMoistureAbsorption%0.200.200.14ThermalConductivityW/mK3.7TBDTBD2.93.0VolumeResistivityOhm-cm0.00050.0040.0110.00050.00008DieShearStrength@25°C(300x300mildie)kg5069.373.150-6589.0DieShearStrength@245°C(300x300mildie)kg2110-1510-1311-1918.7NoteStandardProductHigherAdhesionHigherAdhesionStandardProductHigherAdhesion银胶接合剂资料表datesheetforEpoxyadhesive银胶接合剂出货时，会提供出货时所作之检验项目之资料。以提供客户作为入货检验之依据。并依其特性，选择适用之制程条件及方法。银胶接合剂之选择Epoxyadhesiveselection选用银胶时须考虑到下列之性质，以决定是否为最适当及适用之材料。1.接合强度Adhesion2.流迹BleedOut3.孔洞Void4.热及电性Thermal/ElectricalConductivity5.玻璃转移温度GlassTransitionTemperature6.应力Stress7.组成要素Composeessential8.烘烤条件CureCondition9.使用期限WorkLife10.填料的类型FillerType11.非导电胶选用原则Non-ConductiveEpoxySelectionGuide12.银胶脱层的种类及形成之原因Typeofde-laminationandrootcause接合强度Adhesion一般以推晶强度及破坏靭度，来评定银胶接合剂的接合强度能力。但这只是其中一种初步确认方式。而一般则会将产品作信赖度测试，以决定其接合强度是否合乎产品之要求。MIL-STD-883EMETHOD2019.5DIESHEARSTRENGTH推晶强度，又可分为一般常温(25‘C)之推晶强度(DieShearStrength)及高热(250‘C/275’C)推晶强度(HotDieShearStrength)及经过高湿及高热(85‘C/85RH/168hrs)后推晶强度(HotWetDieShearStrength)。一般选择在三种推晶强度最佳者，如果三者无最佳者，则选择高热推晶强度(HotDieShearStrength)及经过高湿及高热后推晶强度(HotWetDieShearStrength)较佳者。HotDieShearStrength(After85’C/85%RH/168hrs)HotWetDieShearStrength破坏靭度(Fracturetoughness)，一般为利用破坏力学来测定银胶接合剂，遭受破坏时，当裂纹生成时，银胶接合剂抵抗脆性破坏的性质。裂缝表面位移的三种模式:(a)模式一:开口或拉模式(b)模式二:滑移模式(c)模式三:撕开模式KIc=Yσ(πa)1/2KIC是最常被引用的破坏靭度(Fracturetoughness)，KIC下标中的I(即罗马数字的1)表示平面应变破破坏靭度是裂缝位移的第一种模式。银胶接合剂一般采用平面应变破破坏靭度是裂缝位移的第一种模式(KIC)，当抗撕裂之抵抗值越高时，则其银胶接合剂，更能抵抗在高温时，所承受的应力不平衡。NotchInitialcrackLoad(kgf/mm2)02040608000.20.40.60.8CRM-1076EACRM-1076DJCRM-1385Elongation(mm)流迹Bleedout流迹是指当银胶接合剂硬化时，在银胶接合剂周围扩散之污迹。一般之成因为:钉架(LeadFrame)或基板(SUBSTRATE)表面处理不佳或银胶接合剂本身配方之问题。可如扩散之污迹至金属线接合(Wirebonding)的第二焊接点(pad)时金线接合强度会有显着的劣化。或金线无法与钉架或基板之开