芯片粘接是半导体封装中的关键工艺，其方法及对应的关键工艺参数如下： 一、 环氧树脂粘接（Epoxy Die Attach） 原理：使用导电或绝缘的环氧树脂胶将芯片固定在基板上。 关键工艺参数：固化温度：通常在120–180°C，温度过高可能导致应力或胶层开裂，过低则固化不完全。固化时间：需与温度匹配，时间不足会导致胶层机械强度低。胶层厚度：控制在10–50 μm，过厚影响导热和电气性能，过薄可能导致粘接不牢。点胶方式：针头点胶（精度高）、喷射点胶（高速），需避免气泡和胶量不均。固化气氛：惰性气体（如N₂）防止氧化，真空环境可减少气泡。 二、 共晶焊接（Eutectic Bonding） 原理：利用共晶合金（如Au-Si、Au-Sn）在特定温度下熔融形成冶金结合。关键工艺参数：共晶温度：需精确达到合金共晶点（如Au-Si为363°C），温度波动影响结合质量。压力：施加10–50 MPa压力，确保芯片与基板紧密接触。表面处理：芯片和基板需金属化（如镀金），并严格清洁以去除氧化物。气氛控制：H₂/N₂混合气体还原表面氧化层，防止焊接氧化。冷却速率：快速冷却（如10–20°C/s）可细化晶粒，提高焊层强度。 三、焊料焊接（Solder Die Attach）原理：使用焊料（如Sn-Ag-Cu合金）通过回流焊实现连接。关键工艺参数：回流温度曲线：包括预热（150–180°C）、浸润（200–220°C）、峰值（230–260°C）和冷却阶段，需匹配焊料熔点。焊料选择：合金成分（如Sn96.5Ag3.0Cu0.5）影响熔点、润湿性和机械强度。助焊剂：需选择低残留或免清洗型，避免腐蚀或电迁移。焊接压力：轻微压力（1–5 MPa）促进焊料铺展，减少空洞。清洗工艺：异丙醇超声清洗去除助焊剂残留。 四、银浆粘接（Silver Sintering）原理：纳米银浆通过高温烧结形成高导热/导电连接。关键工艺参数：烧结温度：200–300°C，需低于芯片耐温极限。烧结压力：5–20 MPa，排除孔隙并提高密度。银浆成分：纳米银颗粒（20–50 nm）与有机载体比例影响烧结后的孔隙率。烧结时间：10–30分钟，时间不足会导致烧结不完全，导电性差。 五、 玻璃粘接（Glass Frit Bonding）原理：低熔点玻璃粉在高温下熔融实现密封粘接。关键工艺参数：玻璃熔点：选择300–450°C的玻璃粉，需低于基板/芯片耐温。热膨胀系数（CTE）：需与芯片和基板材料匹配（如硅的CTE为2.6 ppm/°C）。粘接压力：1–10 MPa，确保玻璃层均匀流动。烧结气氛：惰性气体（N₂或Ar）防止氧化，提高玻璃流动性。 六. 热压焊接（Thermocompression Bonding）原理：加热加压使金属（如Au、Cu）原子扩散形成键合。关键工艺参数：温度：接近金属熔点（如Au键合需300–400°C）。压力：50–200 MPa，促进原子扩散并减少界面空洞。键合时间：1–10分钟，时间过短可能导致结合不牢。表面处理：超平整表面（Ra<0.1 μm）及清洁（等离子处理去除有机物）。 工艺选择依据导热/导电需求：银浆、共晶焊接适合高功率器件。温度敏感性：环氧树脂适合低温工艺。可靠性要求：共晶和银浆粘接在高温高湿环境下更稳定。成本：环氧树脂和焊料焊接成本较低，银浆和共晶工艺较高。 通过优化上述参数，可实现高可靠性、低应力的芯片粘接，满足不同应用场景需求。 参考文献，见详细文件