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1、銀膠製造流程及其應用 Epoxy Adhesive Manufacturing and Applicant,組別: 製程工程處 原始作者: 江慶閔 上一版Update者: 最後一版Update者: 時間/版次: 05/26/2001 Rev.: O 教材學習時間: 2小時,目錄,1. 前言 3 2. 本文 42.1 銀膠接合劑的成分 Epoxy adhesive composition 4 2.2 銀膠接合劑成分的功能 Epoxy adhesive composition function 52.3 銀膠接合劑烘烤的化學性質Cure chemistry for Epoxy system 62.
2、4 微差掃瞄熱量曲線圖DSC curve (differential scanning calorimetrycurve) 72.5 彎曲彈性係數Modulus of Flexure elasticity 82.6 銀膠製造流程 Epoxy adhesive Manufacturing Process 92.7 銀膠接合劑資料表 date sheet for Epoxy adhesive 172.8 銀膠接合劑之選擇 Epoxy adhesive selection 18 2.結論 25,1.前言,目的:本課程為銀膠之製造流程介紹與其應用，主要目的為使新進工程師瞭解銀膠接合之物性及其製造流程。
3、在選擇材料時掌握其特性或發生問題時能依據物性及製造流程，迅速找到解決 點，有效解決問題。,2. 本文 2.1銀膠接合劑的成分 Epoxy adhesive composition 銀膠接合劑是為了將晶片固定在基板或釘架所使用之接合劑，有含銀填料(Filler)之導電性型與含氧化鋁(Silcon)或鐵弗龍(PTFE)填料之絕緣型兩種。 導電性型與絕緣型的填料是完全不同。導電性型一般是使用銀粉。銀粉有球狀、樹枝狀、鱗片型等形態，這些銀粉的混合技術是決定銀膠接合劑的各種特性的重點。 絕緣型的填料雖只要是絕緣粉末即可，但大部分使用熱傳導性較佳之氧化鋁。一般銀膠接合劑是1025g裝的注射筒(Syring
4、e)， 保存於-18C冷凍庫中。,銀膠接合劑的成分表,2.2銀膠接合劑成分的功能 Epoxy paste composition function,2.3 銀膠接合劑烘烤的化學性質Cure chemistry for Epoxy system,2.4 微差掃瞄熱量曲線圖 DSC curve (differential scanning calorimetry curve)微差掃描熱量曲線圖是指銀膠接合劑熱性質對加熱速率或時間變化曲線圖。藉由銀膠接合劑對加熱速率或時間變化曲線，提供給客戶作烘烤條件設定之參考。,2.5 彎曲彈性係數 Modulus of Flexure elasticity所謂彎
5、曲彈性係數是指將硬化後之銀膠接合劑，進行定量之彎曲時，藉由銀膠接合劑復原的反作用力計算出來。也就是當產品進行熱循環(Heat Cycle)實驗時，銀膠接合劑對晶片產生的應力。因此要防止產品破壞取低彎曲彈性係數較有利。,2.6 銀膠製造流程 Epoxy adhesive Manufacturing Process,由於銀粉和氧化鋁及鐵弗龍非常薄及平坦很難加以量測或無法量測其 銀粉尺寸大小，所以一般以光掃描機來計算其銀粉尺寸大小。一般通常以平均表面積，來作為銀粉的量測值。 以下為505 和 505MT 平均表面積: 505 0.74 m2/g 505MT 0.61 m2/g,2.6.1 原材料的入
6、料檢驗 Raw Material Incoming Inspection,2.6.2 原材料之秤重 Raw material weighing 原材料如主劑(環氧樹酯)和硬化劑(胺系)及填料(銀粉)經過原物料檢驗合格後，依據其所需調配之比重，以天平加以秤重 。,2.6.3 主劑(環氧樹酯)和硬化劑(胺系)及填料(銀粉)之混合Epoxy and Hardness(Amine) and Filler(Silver flak) mixing主劑(環氧樹酯)和硬化劑(胺系)及填料(銀粉)經過檢驗後及以天平秤重後，隨即 倒入混合攪拌機。作攪拌混合之動作。混合攪拌機一邊抽真空，一邊攪拌，以防空氣慎入混合之
7、材料中。以免造成混合 不均勻和氣泡之情形產生。,2.6.4 製程中之黏度檢驗 Viscometer for in Process viscosity check 經攪拌混合主劑(環氧樹酯)和硬化劑(胺系)及填料(銀粉)必須以黏度測試機(一般均使用 E 型黏度計)來測試其黏度。是否合乎客戶要求之黏度規格。,2.6.5 注射筒之裝填Syringe Filling經攪拌混合主劑(環氧樹酯)和硬化劑(胺系)及填料(銀粉)經過黏度檢驗合乎客戶要求規格後，隨即以裝填機裝將混合完成之銀膠接合劑。依造訂單所需之重量，裝填至注射筒內。,2.6.6 銀膠接合劑之出貨檢驗Epoxy paste Final Test
8、 2.6.6.1 黏度最終檢驗Viscometer for final viscosity check 銀膠接合劑出貨時，必須以黏度測試機測試其黏度。來決定銀膠接合劑其使用期限及是否合乎客戶製程上黏晶機所要求的工作能力。以達到合乎客戶要求之黏度規格。,2.6.6.2 推晶強度能力最終檢驗Die share for final check 銀膠接合劑出貨時，必須以推晶強度測試機測試其推晶強度黏度。來決定銀膠接合劑之接合強度是否合乎客戶所要求之推晶能力。,2.6.6.3 電性量測Epoxy paste Electrical measure銀膠接合劑出貨時，必須做以下之量測。以確認其電性之阻抗值合乎
9、客戶要求規格。,Conductivity Principles - Volume Resistivity Test,Conductivity Principles - Bond Joint Resistivity Test,2.7 銀膠接合劑資料表date sheet for Epoxy adhesive銀膠接合劑出貨時，會提供出貨時所作之檢驗項目之資料。以提供客戶作為入貨檢驗之依據。並依其特性，選擇適用之製程條件及方法。,2.8 銀膠接合劑之選擇 Epoxy adhesive selection選用銀膠時須考慮到下列之性質，以決定是否為最適當及適用之材料。1.接合強度 Adhesion2.流
10、跡 Bleed Out3.孔洞 Void4.熱及電性 Thermal/Electrical Conductivity5.應力 Stress6.烘烤條件 Cure Condition7.使用期限 Worklife,2.8.1 接合強度 Adhesion一般以推晶強度，來評定銀膠接合劑的接合強度能力。但這只是其中一種初步確認方式。 而一般則會將產品作信賴度測試，以決定其接合強度是否合乎產品之要求。,MIL-STD-883E METHOD 2019.5 DIE SHEAR STRENGTH,2.8.2 流跡 bleed out流跡是指當銀膠接合劑硬化時，在銀膠接合劑周圍擴散之污跡。如至金屬線接合(w
11、ire bonding)的第二焊接點(pad)時金線接合強度會有顯著得劣化。,2.8.3 孔洞 Void孔洞是指銀膠接合劑內發生氣泡，裂紋，塗裝殘留部分之孔洞。當孔洞發生時，晶片接合強度與電氣特性除了會劣化外，再信賴度實驗中亦會成為裂縫(Crack)之原因。,View of Cured Adhesive Bonded onto Uncontrolled Solder Mask,Metallographic Cross-section of the Die Bond Showing Voids,2.8.4 熱及電性 Thermal/Electrical conductivity熱及電性的考量，在
12、銀膠接合劑也是很重要的一環。如果熱及電性不佳，將會影響產品上板(SMT)後， 引發其功能性缺點(Function fail)及導致產品發生劣化之情形。,Configuration for qjc (Junction-to-Case Thermal Resistance) Measurements,2.8.5 應力Stress應力的考量，在銀膠接合劑為最重要的一環。如果應力太大，不只是在製程中發生裂縫之情形，亦會影響產品上板(SMT)後， 引發其功能性缺點(Function fail)及導致產品發生劣化裂縫之情形。,2.8.6 烘烤條件 Cure Condition烘烤條件的考量，在銀膠接合劑為重要的一環。如果烘烤時間過長，在製程中會影響產品製程太長及增加烤箱能源的耗用情形。,2.8.7 使用期限 Work Life使用期限的考量，在銀膠接合劑為重要的一環。如果使用期限太短，在製程中會影響線上人員換銀膠接合劑之頻率增加及增加銀膠接合劑不必要的耗用情形。,4.結論,希望透過本課程能使新進工程師對銀膠接合劑， 有初步的認識。但仍需工程師對銀膠接合劑特性有更進一步的深入了解， 如此才能更有效把握重點，更進一步達到製程改善，選用適合產品的銀膠接合劑， 提昇公司競爭力。,
