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主流的固晶材料与工艺介绍

03/12 08:17
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根据芯片的应用场景和功率大小,行业内发展出了四种主流的贴装方式:

A. 导电/绝缘胶贴装 (Epoxy Dispensing)

原理: 就像挤牙膏一样,先在基板上点一滴特殊的环氧树脂胶,把芯片放上去压紧,然后送进烤箱高温烘烤固化。

材料: 最常见的是银胶,里面掺杂了大量的银粉以导热导电;如果不需要导电,则使用绝缘胶。

应用: 绝大多数普通的 IC 芯片、传感器、消费类电子。

B. 薄膜贴片 (DAF - Die Attach Film)

原理: 放弃液态胶水,改用一种像“双面胶”一样的极薄固态薄膜。这种薄膜在晶圆切割前就贴在晶圆背面,切开后芯片自带背胶,直接热压贴装。

优势: 厚度极其均匀(通常只有 10-20 微米),绝对不会发生“溢胶”污染。

应用: 手机里的存储芯片(如 NAND Flash)。为了在有限空间内容纳更多容量,工程师会把 8 层甚至 16 层极薄的芯片像盖楼一样叠在一起,这必须依靠 DAF。

C. 软钎焊 / 焊膏贴装 (Soft Solder Attach)

原理: 使用锡基焊料,通过高温回流焊(Reflow)将芯片背面金属化层与基板焊接在一起。

优势: 导热和导电性能远超银胶,能够承受极大的电流

应用: 大功率器件汽车电子(如 IGBT 模块、碳化硅 SiC 功率芯片)。

D. 共晶贴片 (Eutectic Bonding)

原理: 不使用胶水或额外焊料,而是利用芯片背面的金(Au)与基板表面的硅(Si)或锡(Sn)在特定高温下摩擦,瞬间熔化形成合金(如 Au-Si 共晶点为 363°C)。

优势: 结合极其致密,几乎没有空洞,散热性能达到天花板级别,且没有任何有机物挥发(零释气)。

应用: 高端射频芯片(RF)、航空航天级高可靠性芯片、高功率 LED。

核心参数横向对比

工艺类型 导热能力 (W/m·K) 空洞率控制难度 典型应用领域 相对成本
胶水点胶 (Epoxy) 1.5 ~ 25 中等 消费电子、单层逻辑芯片 极低
薄膜贴片 (DAF) 0.5 ~ 3 较高(对表面平整度极敏感) 智能手机存储、多层堆叠 较高
焊料贴片 (Solder) 30 ~ 60 极高(强依赖真空回流设备) 汽车电子、功率 MOSFET/IGBT
共晶贴片 (Eutectic) > 200 低(几乎为零空洞) 航天军工、高频射频、大功率 LED 极高

 

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