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贴片(Die Attach)
2025年06月05日 08:42   浏览:142   来源:小萍子

一、什么是贴片(Die Attach)?

贴片,又叫Die Attach,是半导体封装流程中的一个关键步骤。它的作用是:
???? 将切割下来的芯片(裸晶粒)牢固地粘贴在封装基底上,例如引线框架(leadframe)、陶瓷基板或芯片载板(substrate)上。

这个步骤是后续如打线键合(Wire Bonding)、**封装成型(Molding)**等工艺的基础。


二、贴片的目的和技术要求

✅ 核心目的:

  1. 固定芯片位置:确保芯片在整个封装流程中不会移动或倾斜。

  2. 热、电传导通道:部分贴片材料同时承担散热和电性连接功能(特别是功率器件)。

  3. 承受热应力和机械应力:贴片方式必须适应后续封装中的热膨胀、冷却等过程,防止芯片开裂或脱落。

⚙️ 技术要求:

  • 贴合位置精度高(特别是大芯片或多芯片封装,误差需控制在 ±50μm)。

  • 胶层或焊层厚度均匀,避免出现气泡或空洞(voids)。

  • 芯片下方有足够的接触面积,有助于热传导和稳固性。

  • 对于超薄芯片,要控制吸取力量,防止芯片破裂或微裂纹。


三、常见的贴片方法(按材料分类)

1. 银胶(Ag Epoxy)粘贴方式

这是最普遍的方式之一:

  • 使用含银颗粒的导电胶将芯片粘在引线框架上。

  • 银的加入提升了导热和导电性能。

  • 胶层通常控制在约 5μm 厚

  • 工艺要求芯片边缘周围要有明显的银胶溢出痕迹(≥90%的边缘有溢胶),这样能确保贴合牢靠、传热良好。

???? 应用:适用于多数常规封装产品。


2. 共晶焊接(Eutectic Bonding)方式

  • 使用**金-硅(Au-Si)**等共晶材料,通过加热使其熔融并形成金属焊接。

  • 熔点一般为370°C左右,需控制好温度和时间。

  • 具有很高的可靠性、导电性和导热性。

???? 应用:多用于高功率、高可靠性芯片,如射频器件、汽车芯片。


3. 焊锡熔焊(Solder Attach)方式

  • 使用焊锡丝或锡膏加热熔融来进行贴片。

  • 工艺温度略低于共晶焊(如SnAgCu合金约 220°C)。

  • 速度较快,适用于芯片面积较小的产品。

???? 应用:适合大批量、成本敏感型产品。


四、贴片过程控制要点

控制项目
关键要求
胶量或焊料量
需精准控制,防止过多(溢出过大)或过少(粘接不牢)
芯片定位精度
对于大芯片要求高,误差需 ≤50μm
贴合压力与时间
太大可能破坏芯片,太小可能导致虚贴
温度控制
特别是在加热固化或熔焊过程中,需要精准控温
溢胶观察
应有 ≥90% 周边出现银胶溢出现象,用于判定良好贴合

五、特殊贴片注意事项

???? 对于超大芯片

  • 尺寸大意味着更高的定位精度要求。

  • 易受热胀冷缩影响,需优化胶层或焊层应力分布。

???? 对于超薄芯片

  • 非常脆弱,容易碎裂或产生微裂纹。

  • 贴片机必须使用软吸头或带缓冲的真空吸盘,并降低动作速度。


六、贴片完成后的检测方式

贴片工艺完成后,通常会进行以下检测:

  1. X光检查:查看是否有空洞、气泡、偏移。

  2. 截面SEM检查:验证胶层厚度、溢胶状态。

  3. 肉眼显微镜观察:确认银胶溢出、芯片中心对位。

  4. 热阻测试(尤其是功率器件):评估热传导性能。


七、总结

贴片(Die Attach)是连接芯片和封装载体的重要桥梁,是整个封装工艺的基础之一。它不仅关系到芯片能否“坐稳”,还能影响整个器件的热性能、电性能和可靠性

一句话总结:贴片不只是“把芯片粘上去”,而是一门关于粘接材料、热力学、电性接触和机械应力管理的精密工程。


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