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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
贴片工艺完成后,通常会进行以下检测:
X光检查:查看是否有空洞、气泡、偏移。
截面SEM检查:验证胶层厚度、溢胶状态。
肉眼显微镜观察:确认银胶溢出、芯片中心对位。
热阻测试(尤其是功率器件):评估热传导性能。
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。