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微电子封装用环氧胶黏剂性能

时间:2012-09-21来源:襄阳市百盾防护涂层材料有限公司作者:襄阳百盾涂层
  

①对密封胶黏剂的性能要求 对密封胶黏剂的性能主要有以下要求。

a.在高可靠微电子封装的考核项目中,规定了允许的气密性漏率,所选的胶黏剂要满足气密性的要求。

b.胶黏剂固化时无挥发物产生,以防止对封装器件造成污染。

c.固化收缩率小,以减少材料固化应力。

d.胶黏剂固化物与被粘接材料热膨胀系数匹配,以避免在高低温循环时因膨胀系数相差较大,致使胶黏剂从粘接表面分离或本体出现裂纹的现象。

e.高粘接强度,固化物有较强的内聚力。

f.耐化学腐蚀性好,能耐酸、碱、盐、溶剂等介质的腐蚀。

g.具有优良的电绝缘性能,体积电阻率大于1×1015Q·cm。

h.耐高温、耐湿,耐高低温交变性能达到考核要求。

②影响胶粘封帽质量及可靠性的因素

a.环境湿度 在胶粘封帽过程中发现,湿度对胶粘器件的可靠性有着巨大影响。

在环境温度分别为65%和70%中的两批胶粘封口样品,在可靠性试验尤其是热冲击试验后漏气严重。而在环境湿度35%的条件下胶粘的样品在温度循环100次、热冲击15次后样品未出现漏气现象。分析原因认为:涂胶过程在空气中操作,由于金属、陶瓷表面具有亲水性,表面很容易形成一层水分子膜。相对湿度越高,吸附水膜越厚。洁净细磨过的铁表面上吸附水膜厚度与相对湿度之间的关系。被粘接表面吸附的水膜,阻碍胶黏剂与被粘接表面直接接触,降低对被胶粘表面的浸润性,而浸润是产生粘接的首要条件。只有胶液充分渗透到胶接表面的空隙和凹坑内,同被粘接物表面充分接触,才能产生吸附、扩散、化学键、机械等作用力。同时湿度越大,胶黏剂内所吸收的水分越多,在加热固化过程中水分蒸发,在胶层中形成针孔或气泡,导致胶层结构疏松,这种固有缺陷必然为环境介质(尤其是水分子)的渗透提供有利条件。在随后的以水为介质的热冲击试验中,由于水分子体积小,极性大,容易沿界面渗透。水分渗透到粘接表面,破坏黏附键,水在胶层内扩散破坏胶黏剂分子间的内聚力(氢键或其他次价键),使聚合物发生溶胀,从而导致样品漏气甚至盖板脱落。

b.胶层厚度胶层厚度直接影响粘接强度和器件的气密性。一般胶层薄,剪切强度高,但必须避免“欠胶”,否则会造成器件漏气,封口成品率降低。

c.固化的温度、时间、压力条件 环氧树脂本身是线型的热塑性树脂,在低于200℃时都是稳定的,只有加入固化剂并通过固化反应转化成体型交联结构的大分子后,才能成为具有高粘接强度及优良物理力学性能的胶层。每种胶黏剂都有自己的固化温度,交联在一定的温度下才能充分进行,要严格按规定的固化温度进行。加热速率不要太快,否则会影响胶的浸润,产生内应力,固化时间一定要充足,时间不足固化反应不完全,影响胶接强度,固化后缓慢冷却。

固化时加一定的压力有利于胶的流动和浸润,可提高对表面微孔的渗透,保证胶层均匀和致密,促使气泡从胶层中逸出,增强盖板的粘接强度。所加压力要均匀适当,压力太大会将胶黏剂挤出,导致胶层太薄,降低粘接强度及气密性。表7-33列出了固化时加压与不加压剪切强度的对比。

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关键字:封装 环氧胶黏剂 微电子 
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