声表面波器件工艺原理-7粘片工艺原理.pdfVIP

声表面波工艺原理 第七章 粘片工艺原理 七，声表器件粘片工艺原理； （一）粘结机理： 粘片的实现是粘合剂分子和芯片表面分子及底座（或支架）表面分子、以及粘合剂内部分 子间相互作用的结果。粘片的强度取决于粘合剂本身的内聚力（抗拉断能力）和粘合剂与被 粘物之间的粘附力。 粘附力存在于两种材料接触面之间，通过范德华力实现吸引或吸附，同一种（不同）粘合 剂与不同（同一种）材料之间的粘附力不同。当我们把芯片加压放置于涂敷在底座（或支架） 的胶面上时，粘合剂会润湿芯片和底座表面，并渗入芯片和底座表面空隙；胶分子和芯片及 底座分子通过接触产生分子引力，使芯片和底座粘合在一起。粘附力一方面取决于表面分子 间引力，同时也取决于润湿的渗透度；粘合剂必须渗入表面粗糙处并完全润湿表面，才能得 到最完全的分子间交换；在粘合剂的表面张力已经确定的条件下，润湿取决于被粘结物的表 面能及粘合剂的黏度；只有当粘合剂的表面能小于被粘物的表面能时，粘合剂才能较好的润 湿固体表面；如果存在污染物，湿润程度将降低，会影响粘附力。 当我们进行光（热）固化时，线状结构的粘合剂分子会反应聚合为立体网状大分子，粘合 剂的形态也由黏液状变为固态，极大的增强了粘合剂本身的机械强度（即内聚力）。同时粘 合剂与被粘物之间的结合也由线状小分子与被粘物分子间的结合转变为网状大分子与被粘 物分子间的结合，使粘附力极大增强。 （二） 粘片质量要求： 粘片是把划片后的芯片用粘合剂粘附在管座（金属、陶瓷管座或塑封支架）上，通过热 固化（或光固化）使芯片和管座牢牢粘合在一起。对声表器件不仅要求粘片位置准确、粘结 牢固、不裂片、不掉片、不粘污晶片表面和支架压点。同时还要求粘片胶有良好的高温性能， 固化后其形变不影响压焊效果，及粘片胶要有良好的吸声效果。 （三） 对与粘片有关材料的介绍： 1，粘合剂（适用于粘片和封装）： 对电子元器件装配用粘合剂的要求是：在机械性能方面要有较好的抗拉、抗剪、抗压、 抗弯强度及适宜的硬度；在物理性能方面，要有良好的耐热、耐湿、耐溶剂、耐高低温冲击 等性能，并且要有合适的热膨胀系数，高的绝缘性；此外，还必须在高温和低气压下，没有 挥发物出现；对声表器件而言，粘合剂还要有良好的吸声效果等。按固化分类，粘合剂主要 分为室温固化、热固化、光固化。其中热固化（室温固化）粘合剂主要成分是环氧树脂或硅 橡胶，光固化粘合剂的主要成分是丙烯酸脂。 1）光固化粘合剂：主要成分是低聚物的丙烯酸脂及改性丙烯酸类，再加入配合剂［主 要有交联剂（如丙烯酸）、光敏剂、增塑剂等］。经UV 固化，使线性树脂聚合为三维网状结 构；有较好的耐振动和抗冲击性能，坚韧易弯曲，有强的粘结力，好的吸声效果。但由于其 热膨胀系数较大，与芯片及金属支架会出现热不匹配。以 3781 胶为例，使用中易出现裂片 现象，并有实验显示，当温度300℃时，胶变深黄色，粘结力和吸声效果开始下降。 光固化厌氧粘合剂：光固化粘合剂和厌氧粘合剂的主要成分都是低聚物的丙烯酸脂，再分 别加入各种配合剂即分别组成光固化粘合剂和厌氧粘合剂。厌氧配合剂主要有交联剂（如丙 烯酸）、引发剂、促进剂、稳定剂和表面处理剂等，厌氧胶的固化是按游离基聚合反应进行， 微量空气存在有利于促进聚合反应，大量空气存在起阻聚作用。厌氧胶为单组分、无溶剂， 具有固化速度快，耐油、耐酸碱，能与油污面进行粘结等优点，缺点是接触空气的胶不固化。 光固化厌氧粘合剂是在光固化粘合剂中再加入厌氧配合剂而成，具有固化速度快、粘结力强、 耐油、耐酸碱等优点。是目前生产在用的粘合剂。 2 ）热固化粘合剂：环氧树脂有优异的物理、机械和电气性能及良好的吸声效果。固化 过程无副产物生成，固化后的收缩率在热固化树脂中为最小（2% ），有较低的吸水率（0.5% ）。 Page 1 of 5 声表面波工艺原理 第七章 粘片工艺原理 因环氧树脂性能的优劣，在很大程度上与采用的固化剂有关，所以为获得良好的粘结剂性能， 常采用低熔点、耐高温的液体酸酐（如 647#酸酐）作固化剂；所得产物的耐热性、机械强度 及高温电气性能比用其它固化剂优越。另外，常在配方中加入活性增韧剂（如聚酰胺树脂等）， 能提高固化产物的韧性、抗冲击强度，减小固化收缩率及克服温度循环时的开裂现象。加入 无机填料（如晶态石英粉等），能提高粘结剂的强度和耐热性，尤其在改善内应力，减少开 裂，降低热膨胀系数等方面，作用明显（填料的加入量