半导体封装制程 die attach 胶 EPO Y 工艺培训教材

H ig h e r Adhesion
Standard Product
H ig h e r Adhesion
银胶接合剂之选择 Epoxy adhesive selection 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 Adhesion 2.流迹 Bleed Out 3.孔洞 Void 4.热及电性 Thermal/Electrical Conductivity 5.玻璃转移温度 Glass Transition Temperature 6.应力 Stress 7.组成要素 Compose essential 8.烘烤条件 Cure Condition 9.使用期限 Work Life 10.填料的类型 Filler Type 11.非导电胶选用原则 Non-Conductive Epoxy Selection Guide 12.银胶脱层的种类及形成之原因 Type of de-lamination and root cause
主剂(环氧树酯)和硬化剂(胺系)及填料(银粉)之混合 Epoxy and Hardness(Amine) and Filler(Silver flak) 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。
半导体封装导电型黏着材料 银胶
前言
♦ 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。
银胶接合剂的成分
Epoxy adhesive composition
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
302 Stainless Steel Strip V
i
Adhesive
Bond Joint Resistance
银胶接合剂资料表 date sheet for Epoxy adhesive
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。
Hot Die Shear Strength
(After 85’C/85%RH/168hrs) Hot Wet Die Shear Strength
破坏靭度(Fracture toughness)，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。
+
X
Hardener
Hydroxyl
Group
(hydrophilic)X
= phenol amine
OH
anhydride
RC
C
X
R’
Crosslinking reaction between the epoxide group and the hardener
微差扫瞄热量曲线图
DSC curve (differential scanning calorimetry curve)
Conductivity Principles Volume Resistivity Test
Adhesive
V
Glass Slide
Cross Section Area
i
Length
Conductivity Principles Bond Joint Resistivity Test
Gold Plating
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
Modulus of Flexure Elasticity
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(Heat Cycle)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。
1
>0.5
150°C/15min 150°C/15min 150°C/15min
10 sec @
8 sec @
8 sec @
150°C
200°C
200°C
</=20 </=20 </=20 <0.5 18oC
51 170 2.8 TBD
TBD 0.011 73.1
</=20 </=20 </=20 <0.5 -1oC
填料Fillers
控制黏度,热膨涨系数和导电/导热度Control of Viscosity,CTE and Electrical/Thermal Conductivity
银胶接合剂烘烤的化学性质 Cure chemistry for Epoxy system
R
C
R’ Epoxide Group
O C
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-883E METHOD 2019.5
DIE SHEAR STRENGTH
推晶强度，又可分为一般常温(25‘C)之推晶强度(Die Shear Strength)及高热 (250‘C/275’C)推晶强度(Hot Die Shear Strength)及经过高湿及高热(85‘C/85RH/168hrs) 后推晶强度(Hot Wet Die Shear Strength)。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(Hot Die Shear Strength)及经过高湿及高热后推晶 强度(Hot Wet Die Shear Strength)较佳者。
银胶制造流程 Epoxy adhesive Manufacturing Process
开始
原材料收料
入料检验
其它原材料 检验
入料测试规格 (物理性/功能性)
制造
最终检验及 测试
材料送至至生产线 制造
Yes 材料是否合 乎规格?
最终检验规 格
客户规格
Material
No
Review
Board
(MRB)
Unit
QMI516 DW 1241-82A
cps
hrs year
% ppm ppm ppm
% °C ppm/°C ppm/°C GPa GPa % W /mK O hm -c m kg
L a m in a te S ilv e r 83 8000 3.0 24 1
150°C/15min 10 sec @ 150°C
77 168 1.8 TBD <0.20 2.9 0.0005 50 - 65
</=20 </=20 </=20 <0.1
17.3 83 5.3 TBD <0.14 3.0 0.00008 89.0
kg
21
10 - 15
10 - 13
11 - 19
18.7Hale Waihona Puke Baidu
Standard Product
H ig h e r Adhesion
推晶强度能力最终检验
Die share for final check
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。
电性量测
Epoxy paste Electrical measure
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。
制程中之黏度检验 Viscometer for in Process viscosity check
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
Syringe Filling
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。
W eight Loss on Cure Ionic: Chloride Ionic: Sodium Ionic: Poatassium W eight Loss @ 300°C G lass T ransition Temperature CTE: Below Tg CTE: Above Tg Modulus @ 25°C Modulus @ 260°C Moisture Absorption Thermal Conductivity Volume R esistivity Die Shear Strength @ 25°C (300x300 mil die) Die Shear Strength @ 245°C (300x300 mil die) Note
目的PURPOSE 黏着强度Adhesion
稀释液Diluents
控制黏度Viscosity Control
烘烤剂/硬化剂
聚合树脂Polymerization of Resin
Curing Agents/Hardeners
催化剂 Accelerators 聚合树脂Polymerization of Resin
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
银胶接合剂成分的功能 Epoxy paste composition function
组成原料INGREDIENT 树脂Resins
银胶接合剂之出货检验 Epoxy paste Final Test 黏度最终检验 Viscometer for final viscosity check 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。
No
依最终检验 结果作处置
Yes
成品是否符 合规格?
退出
依入料检验结 果作处置
装填至胶管 包装出货
原材料的入料检验 Raw Material Incoming Inspection
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。
51 164 2.9 0.05
TBD 0.004 69.3
SG1244-65C QMI509
M V1234-
100A
Laminate Leadframe Leadframe
S ilv e r
S ilv e r
S ilv e r
79
80
80
8000
9000
9000
4.2
4.0
5.2
>12
24
>12
>0.5
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: 505 0.74 m2/g 505MT 0.61 m2/g
原材料之秤重 Raw material weighing 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 。
</=20 </=20 </=20 <0.5 -41oC
51 112 1.8 0.1 <0.20 3.7 0.0005 50
L a m in a te S ilv e r 78 6400 4.9 >12 >0.5
150°C/15min 10 sec @ 150°C
</=20 </=20 </=20 <0.5 2.7oC
(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
Conductive Adhesive
A p p lic a tio n Filler Type Filler & % Viscosity@ 25°C Thixotropic Index W ork Life@ 25°C Storage Life@ -40°C Oven Cure Skip Cure