昆山麥碩電子介紹：電子膠粘劑分類及選擇因素

一、電子膠粘劑分類

微電子封裝用電子膠粘劑按封裝形式可分為 半導(dǎo)體 IC 封裝膠粘劑和 PCB 板級(jí)組裝膠粘劑 兩 大 類 。半 導(dǎo) 體 IC 封 裝 膠 粘 劑 有 環(huán) 氧 模 塑 料 （EMC），LED 包封膠水（LED Encapsulant），芯片 膠（Die Attach Adhesives），倒裝芯片底部填充材料 （Flip Chip Underfills），圍堰與填充材料（Dam and Fill Encapsulant）。PCB 板級(jí)組裝膠粘劑有：貼片膠 （SMT Adhesives），圓頂包封材料（COB Encapsulant），F(xiàn)PC 補(bǔ) 強(qiáng) 膠 水 （FPC Reinforcement Adhesives），板級(jí)底部填充材料（CSP/BGA Underfills）， 攝像頭模組組裝用膠（Image Sensor Assembly Adhesives），敷型涂覆材料（conformal coating），導(dǎo)熱 膠水（ Thermally conductive adhesive）。

電子膠粘劑按固化方式可分為熱固化，UV 固 化，厭氧固化，濕氣固化，UV 固化 + 熱固化，UV 固化 + 濕氣固化等。按材料體系可分為環(huán)氧樹脂 類，丙烯酸酯類及其它。

電子制造上常用的膠粘劑有環(huán)氧樹脂，UV （紫外）膠水，熱熔膠，錫膏，厭氧膠，雙組膠等。環(huán)氧樹脂一般通過高溫固化，固化后粘接力大， 廣泛應(yīng)用在功能器件的粘接，底部填充 Underfill 等工藝上。在電子制造業(yè)中環(huán)氧膠的生產(chǎn)廠家有 美國漢高旗下的樂泰，日本富士，華海誠科，回天等。UV膠通過紫外光固化，其污染小固化快， 在一些包封點(diǎn)膠，表面點(diǎn)膠等領(lǐng)域應(yīng)用最廣，目 前 UV 膠制造廠家有漢高樂泰，信友，德邦，華海 誠科，海斯迪克等。芯片封裝中固晶膠其對(duì)膠水的粘接能力，導(dǎo)熱率，熱阻等都有要求，在芯片封裝 中特別是 LED 芯片封裝中，美國道康寧膠水應(yīng)用 最為廣泛，國內(nèi)華海誠科，回天，長信，德邦，鑫東 邦等公司也在投入研發(fā)生產(chǎn)專用芯片固定的膠水 來代替國外產(chǎn)品。熱熔膠是結(jié)構(gòu) PUR 膠水，其有 低溫自然水汽固化等特點(diǎn)，固化快，無毒無污染， 由于其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)正在逐漸代替其他類型膠水，目 前推廣較好的熱熔膠有 3M，漢高樂泰，富樂，威 兒邦等。

二、 選擇膠粘劑需考慮的因素

膠粘劑的重要特性包括流變特性(黏度、觸變 性、抗塌陷性及拖尾性、儲(chǔ)存期 / 條件及有效壽 命)和機(jī)械特性(黏滯性、機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性、固化 周期、電性穩(wěn)定性等)。

（1）選擇膠粘劑時(shí)首先要保證符合環(huán)保要求， 然后再綜合考慮膠粘劑三方面的性能：固化前性 能、固化性能及固化后性能。

（2） 因雙組份膠粘劑需要在適當(dāng)時(shí)間混合到 適當(dāng)?shù)谋壤?，增加了工藝難度，因而應(yīng)優(yōu)先選用 單組份系統(tǒng)。

（3） 優(yōu)選便于與綠油及電路板材料區(qū)分的有 色膠粘劑，因?yàn)榭梢院芸彀l(fā)現(xiàn)是否缺件、膠量多 少、是否污染了焊盤 / 元件、空膠等，便于工藝控 制；膠粘劑顏色通常有紅色、白色和黃色。

（4） 膠粘劑應(yīng)有足夠的黏滯性及濕度，以保 證膠粘劑固化前元器件與電路板粘接牢固。兩者 通常隨黏度而增加，高黏滯性材料可防止元器件 在電路板貼裝及傳送過程中發(fā)生活動(dòng)。

（5）對(duì)印刷工藝，膠粘劑涂覆后應(yīng)有良好的抗 塌陷性，以保證元器件與電路板良好接觸，這對(duì) 于較大支撐高度元器件如 SOIC 及芯片載體而言 尤為重要。觸變性好的膠粘劑，其黏度范圍通常 為 60～500 Pa· s ，高觸變率有助于保證良好的可 印刷性及一致的模板印膠質(zhì)量。

（6）對(duì)印刷工藝，膠粘劑應(yīng)選擇能夠在較長時(shí) 間暴露于空氣中而對(duì)溫濕度不敏感的膠粘劑，如 某些新型膠粘劑的印刷壽命可達(dá) 5 天以上，且印 刷工藝中將剩余的膠粘劑材料存入在容器中，可 以再次使用。

（7）應(yīng)優(yōu)選那些可以在較短時(shí)間及較低溫度達(dá) 到適當(dāng)連接強(qiáng)度的膠粘劑。較好的膠粘劑其固化時(shí) 間及固化溫度一般都在 30～40 s，120～130 ℃。焊 接前后的強(qiáng)度應(yīng)足以保證元器件粘結(jié)牢靠并有良 好的耐熱性，有足夠的粘結(jié)力承受焊料波的剪切 作用。溫度應(yīng)低于電路板基材及元器件可能發(fā)生 損傷的溫度，通常應(yīng)低于基材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度，此溫度以 75～95 ℃為宜。連接強(qiáng)度太大會(huì)造 成返修困難，而太小則起不到固定作用。

（8）應(yīng)盡可能首次完全固化。固化期間不應(yīng)有 明顯收縮，以減小元器件的應(yīng)力。固化時(shí)不應(yīng)有 氣體冒溢，以免氣孔吸取助焊劑及其它污染物， 降低電路板的可靠性。

（9） 固化方式比較對(duì)于較寬大元器件，應(yīng)選 擇 UV- 熱固化方式，以保證涂膠的充分固化。典 型的固化工藝是 UV 加 IR 輻射固化，某些膠粘 劑用 IR 固化的時(shí)間可達(dá)到 3 min 以下。同時(shí)，某些膠粘劑在低溫加熱時(shí)并不能很好地固化，因而 也需要聯(lián)合式固化工藝。

（10）膠粘劑在固化后便不再起作用，但應(yīng)不影響后續(xù)工序如清洗、維修等的可靠性。

（11）固化后應(yīng)具有良好的絕緣性、耐潮性和 抗腐蝕性，尤其是在潮濕環(huán)境下的耐潮性，否則 有可能發(fā)生電遷移而導(dǎo)致短路。