倒装芯片封装材料_各向异性导电胶的研究进展
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摘要:倒装芯片在产品成本,性能及满足高密度封装等方面体现出优势,它的应用也渐渐成为主流。
由于倒装芯片的尺寸小,要保证高精度高产量高重复性,这给我们传统的设备及工艺带来了挑战。
器件的小型化高密度封装形式越来越多,如多模块封装(MCM )、系统封装(SiP )、倒装芯片(FC ,Flip-Chip )等应用得越来越多。
这些技术的出现更加模糊了一级封装与二级装配之间的界线。
毋庸置疑,随着小型化高密度封装的出现,对高速与高精度装配的要求变得更加关键,相关的组装设备和工艺也更具先进性与高灵活性。
由于倒装芯片比BGA 或CSP 具有更小的外形尺寸、更小的球径和球间距、它对植球工艺、基板技术、材料的兼容性、制造工艺,以及检查设备和方法提出了前所未有的挑战。
倒装芯片的发展历史倒装芯片的定义什么器件被称为倒装芯片?一般来说,这类器件具备以下特点:1. 基材是硅;2. 电气面及焊凸在器件下表面;3. 球间距一般为4-14mil 、球径为2.5-8mil 、外形尺寸为1 -27mm ;4. 组装在基板上后需要做底部填充。
其实,倒装芯片之所以被称为“倒装”,是相对于传统的金属线键合连接方式(Wire Bonding)与植球后的工艺而言的。
传统的通过金属线键合与基板连接的芯片电气面朝上(图1),而倒装芯片的电气面朝下(图2),相当于将前者翻转过来,故称其为“倒装芯片”。
在圆片(Wafer)上芯片植完球后(图3),需要将其翻转,送入贴片机,便于贴装,也由于这一翻转过程,而被称为“倒装芯片”。
图1图2图3倒装芯片的历史及其应用倒装芯片在1964年开始出现,1969年由IBM发明了倒装芯片的C4工艺(Controlled Collap se Chip Connection,可控坍塌芯片联接)。
过去只是比较少量的特殊应用,近几年倒装芯片已经成为高性能封装的互连方法,它的应用得到比较广泛快速的发展。
目前倒装芯片主要应用在Wi- Fi、SiP、M CM、图像传感器、微处理器、硬盘驱动器、医用传感器,以及RFID等方面(图5)。
COB封装技术⾸次调查报告(现有正装、倒装COB制造技术调研)COB封装技术⾸次调查报告--现有正装、倒装COB制造技术调研⼀、 COB概述(次要部分)COB LED定义COB LED即chip On board,就是将裸芯⽚⽤导电或⾮导电胶粘附在互连基板上,然后进⾏引线键合实现其电连接,COB LED⼜叫COB LED source,COB LED module。
COB LED主要的焊接⽅法正装部分:(1)热压焊利⽤加热和加压⼒使⾦属丝与焊区压焊在⼀起。
其原理是通过加热和加压⼒,使焊区(如 AI)发⽣塑性形变同时破坏压焊界⾯上的氧化层,从⽽使原⼦间产⽣吸引⼒达到“键合”的⽬的,此外,两⾦属界⾯不平整加热加压时可使上下的⾦属相互镶嵌。
此技术⼀般⽤为玻璃板上芯⽚ COG。
(2)超声焊超声焊是利⽤超声波发⽣器产⽣的能量,通过换能器在超⾼频的磁场感应下,迅速伸缩产⽣弹性振动,使劈⼑相应振动,同时在劈⼑上施加⼀定的压⼒,于是劈⼑在这两种⼒的共同作⽤下,带动 AI 丝在被焊区的⾦属化层如(AI 膜)表⾯迅速摩擦,使 AI 丝和AI 膜表⾯产⽣塑性变形,这种形变也破坏了 AI 层界⾯的氧化层,使两个纯净的⾦属表⾯紧密接触达到原⼦间的结合,从⽽形成焊接。
主要焊接材料为铝线焊头,⼀般为楔形。
(3)⾦丝焊球焊在引线键合中是最具代表性的焊接技术,因为现在的半导体封装⼆、三极管封装都采⽤ AU 线球焊。
⽽且它操作⽅便、灵活、焊点牢固(直径为 25UM 的 AU 丝的焊接强度⼀般为 0.07~0.09N/点),⼜⽆⽅向性,焊接速度可⾼达 15 点/秒以上。
⾦丝焊也叫热(压)(超)声焊主要键合材料为⾦(AU)线焊头为球形故为球焊。
倒装部分:共晶焊:共晶是指在相对较低的温度下共晶焊料发⽣共晶物熔合的现象,共晶合⾦直接从固态变到液态,⽽不经过塑性阶段,是⼀个液态同时⽣成两个固态的平衡反应。
其熔化温度称共晶温度。
共晶合⾦的基本特性是:两种不同的⾦属可在远低于各⾃的熔点温度下按⼀定重量⽐例形成合⾦。
倒装芯片封装技术倒装芯片封装技术:将芯片翻转封装的革命性进展引言:随着电子科技的迅猛发展,芯片封装技术也在不断创新。
其中,倒装芯片封装技术作为一项重要的进展,在电子产品设计与制造方面发挥着重要作用。
本文将以倒装芯片封装技术为中心,探讨其原理、发展历程以及在电子领域中的广泛应用。
一、倒装芯片封装技术的原理倒装芯片封装技术,顾名思义,即将芯片翻转后进行封装。
传统的封装方式是将芯片正面朝上,通过焊接或粘接等方式固定在基板上,然后进行封装。
而倒装芯片封装技术则是将芯片翻转180度,使其背面朝上,并通过金线或导电胶等方式与基板连接。
倒装芯片封装技术的核心在于解决芯片尺寸不断减小和功耗不断增加的矛盾。
芯片尺寸的不断缩小使得传统封装方式难以满足对电路布局的要求,而倒装技术使得芯片尺寸最小化,并且能够更好地进行布局,提高电路的性能。
此外,倒装芯片封装技术还能够提高散热效果,减少功耗,提高芯片的可靠性。
二、倒装芯片封装技术的发展历程倒装芯片封装技术起源于1960年代,当时主要用于高可靠性的军事和航天设备中。
随着电子产品的普及和成本的降低,倒装芯片封装技术逐渐应用于民用产品中。
在过去的几十年中,倒装芯片封装技术经历了多次的改进和创新,使得其在电子领域中得到了广泛应用。
在倒装芯片封装技术的发展历程中,主要有以下三个阶段:1.金线倒装封装技术:最早的倒装封装技术采用金线进行芯片与基板之间的连接,这种方式简单、可靠,但是金线间距有限,不适用于高密度集成电路的封装。
2.焊接倒装封装技术:为了解决金线倒装封装技术的局限性,人们引入了焊接倒装封装技术。
这种技术采用焊料将芯片与基板焊接在一起,相比金线倒装技术,焊接倒装技术能够实现更高的密度和更好的散热效果。
3.导电胶倒装封装技术:近年来,随着导电胶技术的成熟,导电胶倒装封装技术成为了倒装芯片封装的主流技术。
导电胶能够实现更高的密度、更低的电阻和更好的散热性能,同时还能够简化制造工艺和降低成本。
倒装芯片键合技术发展现状与展望下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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Zymet胶水分类及应用三力高一,Zymet胶水分类1,Zymet 各向异性导电粘合剂2,Zymet 导电胶3,Zymet 导热粘合剂4,Zymet 非导电胶(NCP)5,Zymet 光电胶粘剂6,Zymet 极低应力芯片粘接剂7,Zymet 底部填充剂8,Zymet 可返修的底部填充剂9,Zymet 紫外光固化顶部密封剂,闭合与密封用途的密封剂二,Zymet胶水应用1,Zymet 各向异性导电粘合剂用于倒装芯片附件和电接地附件用于电气互连的各向异性导电粘合剂Zymet设计的电气互联的各向异性导电粘合剂主要用于倒装芯片附件。
用途包括驱动器IC 上的芯片玻璃(COG)附件,RFID以及智能卡组装用的覆晶接合附件。
特点:1,镀金球形聚合物颗粒小至3微米;2,分散稳定性极高,可保证随机颗粒分布;3,粒子的高电气隔离可减少短路;4,细间距分辨率-可小至35微米;5,热固化或紫外光固化可在10秒内完成。
紫外光固化的品种需要使用UV透明基板,例如玻璃。
用于电接地附件的各向异性导电粘合剂为电接地设计的ACP使用大小均匀,球形导电颗粒,以便调整胶层厚度,造就两个基板之间的电接触。
特点:1,一体化,注射剂分配系统;2,胶层具有非常低且稳定的抗接触表面;3,60秒以内可快速固化,也可使用传统烤箱固化法;4,超低压粘接。
2,Zymet 导电胶用于芯片粘接和电子组装芯片粘合剂Zymet的导电芯片粘接剂可用于半导体包装,混合集成电路组装,机芯集成电路组装,智能卡芯片组装。
导电胶是可用注射器分配的浆糊。
特点:1,低体积电阻率;2,离子污染低;3,定制的粘度和流变量,以便使用高速自动化分配器;4,60秒以内可快速固化,也可使用传统烤箱固化法。
一般用途的粘合剂Zymet’的一般用途导电胶可用于部件连接,接线连接,以及印刷电路组装维修。
一体化的产品拥有优良的稳定性,长期不变质。
两个组成部分的产品则可在室温下固化。
产品既有易取出的软糊状的,也有高生强度的粘稠的糊状物。
最早的表面安装技术——倒装芯片封装技术(FC)形成于20世纪60年代,同时也是最早的球栅阵列封装技术(BGA)和最早的芯片规模封装技术(CSP)。
倒装芯片封装技术为1960年IBM公司所开发,为了降低成本,提高速度,提高组件可靠性,FC使用在第1层芯片与载板接合封装,封装方式为芯片正面朝下向基板,无需引线键合,形成最短电路,降低电阻;采用金属球连接,缩小了封装尺寸,改善电性表现,解决了BGA为增加引脚数而需扩大体积的困扰。
再者,FC通常应用在时脉较高的CPU或高频RF上,以获得更好的效能,与传统速度较慢的引线键合技术相比,FC更适合应用在高脚数、小型化、多功能、高速度趋势IC的产品中。
随着电子封装越来越趋于向更快、更小、更便宜的方向发展,要求缩小尺寸、增加性能的同时,必须降低成本。
这使封装业承受巨大的压力,面临的挑战就是传统SMD封装技术具有的优势以致向我们证实一场封装技术的革命。
2 IBM的FCIBM公司首次成功地实施直接芯片粘接技术(DCA),把铜球焊接到IC焊盘上,就像当今的BGA 封装结构。
图1示出了早期固态芯片倒装片示意图。
IBM公司继续采用铜球技术并寻求更高生产率的方法,最终选择的方案为锡-铅焊料的真空淀积。
为了形成被回流焊进入球凸点的柱状物,应通过掩模使焊料淀积。
由于淀积是在圆片级状况下完成的,因而此过程获得了良好的生产率。
这种凸点倒装芯片被称为C4技术(可控塌陷芯片连接)一直在IBM公司和别的生产厂家使用几十年,并保持着高的可靠性记录。
虽然C4在更快和更小方面显得格外突出,但是呈现出更节省成本方面的不足。
与C4相关的两个重要的经济问题是:形成凸点的成本和昂贵的陶瓷电路的各项要求。
然而,正确的形成凸点技术及连接技术能够提供更进一步探求较低成本的因素。
3 形成凸点技术凸点形成技术分为几个简单的类型,即淀积金属、机械焊接、基于聚合物的胶粘剂以及别的组合物。
最初的C4高铅含量焊料凸点,熔点在300℃以上,被低共熔焊料和胶粘剂代替,从而使压焊温度下降到易于有机PCB承受的范围。
华中科技大学电子封装研究室
版权所有©2005电子封装研究室各向异性导电胶
各向异性导电胶(Anisotropic Conductive Adhesive ,ACA )是一种新型电子封装材料。
具有互连密度高、工艺温度低、操作简便、绿色环保等特点,已广泛用于彩色液晶显示、柔性基板互连封装等超细间距封装互连领域。
本研究室致力于研究各向异性导电胶的导电粒子制备技术,开发出用于电子
标签倒装芯片互连的低成本各向异性导电胶。
可提供具有金属覆层的聚合物粒子和刚性导电粒子。
聚合物微球合成镀有镍/
金层的导电粒子
开发的ACA
样品
柔性导电粒子各向异性导电胶制作流程
各向异性导电胶键合示意图
互连界面照片
柔性导电粒子变形模拟的体视图(左)和顶视图(右)聚合物核心的金属覆层将沿南北极方向开裂,形成“西瓜裂
”
柔性导电粒子热压后变形开裂。
包装工程第45卷第5期·8·PACKAGING ENGINEERING2024年3月导电胶的研究进展晏子强1,王永生2,谭彩凤1,呼玉丹1,余媛1,高文静1,陈寅杰1,辛智青1*(1.北京印刷学院北京市印刷电子工程技术研究中心,北京102600;2.贵州省仁怀市申仁包装印务有限责任公司,贵州仁怀564512)摘要:目的综述电子封装中用于代替锡铅焊料的导电胶的研究进展,对导电胶未来研究方向进行展望,为导电胶的应用提供参考。
方法从导电胶的组成、导电机理、类型入手,重点介绍导电胶应用时的关键性能要求与测试方法,并总结近几年在提高导电性、稳定性及降低固化温度、成本等方面的研究进展。
结果对导电胶中基体树脂进行改性并选择合适的导电填料(形状、组成),可改善导电胶的固化条件,并提高导电胶的导电性能、黏结性能、耐久性,满足苛刻应用环境下对器件连接高可靠性的要求。
结论相比传统铅锡焊料焊接的方式,导电胶具有绿色环保、连接温度低、分辨率高等特点。
因此导电胶适用于电子封装与智能包装领域。
目前导电胶的研究方向主要为提高导电性、黏结强度以及黏结稳定性。
但是在面对固化时间长、耐湿热性弱、成本较高等缺点时,仍需不断优化组成,以满足实际应用要求。
关键词:导电胶;基体树脂;导电机理;体积电阻率;黏结性能中图分类号:TB34 文献标志码:A 文章编号:1001-3563(2024)05-0008-10DOI:10.19554/ki.1001-3563.2024.05.002Research Progress in Conductive AdhesivesYAN Ziqiang1, WANG Yongsheng2, TAN Caifeng1, HU Yudan1, YU Yuan1,GAO Wenjing1, CHEN Yinjie1, XIN Zhiqing1*(1. Beijing Engineering Research Center of Printed Electronics, Beijing Institute of Graphic Communication,Beijing 102600, China; 2. Shenren Packaging & Printing Co., Ltd., Guizhou Renhuai 564512, China)ABSTRACT: The work aims to review the research progress of conductive adhesives in electronic packaging and prospect the future research direction of conductive adhesives and provide reference for the application of conductive adhesives. From the composition, conductive mechanism and types of conductive adhesives, the key performance requirements and test methods of conductive adhesives in application were emphatically introduced, and the research progress in improving conductivity and stability and reducing curing temperature and cost in recent years was summarized. The modification of the matrix resin in the conductive adhesives and selection of appropriate conductive fillers (shape and composition) could improve the curing conditions of the conductive adhesives, improve their conductivity, adhesion and durability, and meet the requirements for high reliability of device connection in harsh application environment. Compared with the traditional lead-tin solder welding method, conductive adhesives have the characteristics of environmental protection, low connection temperature and high resolution. Therefore, conductive收稿日期:2023-11-17基金项目:北京市教委科技一般项目(KM202110015007);国家自然科学基金面上项目(62371051);北京印刷学院科研平台建设-北京市印刷电子工程技术研究中心项目(20190223003);北京市自然科学基金(KZ202110015019)*通信作者第45卷第5期晏子强,等:导电胶的研究进展·9·adhesives are suitable for electronic packaging and intelligent packaging. At present, the research direction of conductive adhesives is mainly to improve conductivity, bonding strength and bonding stability. However, in the face of the shortcomings of long curing time, weak resistance to damp heat and high cost, it is still necessary to continuously optimize the composition to meet the practical application requirements.KEY WORDS: conductive adhesives; matrix resin; conductive mechanism; volume resistivity; adhesion随着电子工业的发展,电子元器件体积不断缩小、电子产品集成度不断提高,对电子器件封装材料的内应力、黏结力、导热性、电性能都提出了更严格的要求[1]。
第1期 电子元件与材料 Vol.21 No.1 2002年1月 ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS Jan. 2002 导电胶的研究进展倪晓军,梁彤翔(清华大学核能技术设计研究院新材料研究室,北京 102201) 摘要:导电胶作为无铅连接材料的一种,近年来在电子封装中得到越来越多的重视。
导电机理、组成及老化性能的研究成为导电胶实用化的关键因素。
各向异性导电胶是连接用Pb/Sn 合金的理想替代材料。
关键词:电子封装;导电胶;导电机理;老化性能 中图分类号:TM24文献标识码:A文章编号:1001-2028(2002)01-0001-03Progress in Research on Electrically Conductive AdhesivesNI Xiao-jun, LIANG Tong-xiang(New Materials Division, Institute of Nuclear Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 102201) Abstract : As one type of lead-free interconnect materials, ECA (Electrically Conductive Adhesives )has become an important area of research within the last few years. Conductive mechanism, components, and aging properties are key elements for the using of ECA. ACAs are ideal replacements of Pb/Sn interconnected materials.Key words : electronic packaging; ECA; conductive mechanism; aging propertiesPb/Sn 焊料是印刷线路板上基本的连接材料,SMT (Surface Mount Technology )中常用的也是这种材料。
2021年3月电子工艺技术Electronics Process Technology第42卷第2期63摘 要:电子器件在实际使用过程中,往往要求在复杂环境中仍能保证高的可靠性和稳定性。
导电胶作为电子器件封装中最为常用的材料之一,在复杂环境中其性能变化的影响至关重要。
从形貌和导电性能两个方面研究导电胶在复杂环境下的性能变化,通过设计试验实施并模拟各种复杂环境,结果表明:温度冲击和随机振动对导电胶的微观形貌几乎不发生影响,而固化压力、加电及水汽环境对导电胶的导电性能影响十分显著,这一结论可为导电胶的使用提供借鉴参考。
关键词:复杂环境;导电胶;固化;加电中图分类号:TN605 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2021)02-0063-04Abstract: In the actual use of electronic devices, it is often required to ensure high reliability and stability in complex environment. As one of the most commonly used materials in electronic device packaging, conductive adhesives are critical to the influence of property changes in complex environments. The property change of conductive adhesives in complex environment is studied from the aspects of morphology and conductive property. Through designed experiments, various complex environments are implemented and simulated. The results show that the micro-morphological appearance of conductive adhesives under temperature impulsion and random vibration conditions has hardly changed, whereas, the curing pressure, power up and water vapor environment have the signifi cant effects on the conductive property of conductive adhesives. It is supposed to provide corresponding suggestions for the use of conductive adhesives.Keywords: complex environment; conductive adhesive; curing; power up Document Code: A Article ID: 1001-3474 (2021) 02-0063-04复杂环境下导电胶的性能变化影响分析Analysis on the Influence of Property Change of Conductive Adhesives inComplex Environment方楚,金家富,潘旷FANG Chu, JIN Jiafu, PAN Kuang(中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽 合肥 230031)( The 38th Research Institute of CETC, Hefei 230031, China )欧美国家早于上世纪60年代末期开始研究导电胶,导电胶问世于1966年,70年代中期开始工业化应用。