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混合键合与热压键合（TCB）

引言

混合键合与热压键合（TCB）是一种常见的金属连接技术，广泛应用于电子、航空

航天、汽车等领域。本文将详细介绍混合键合与热压键合的原理、应用、优缺点以

及未来发展趋势。

混合键合

原理

混合键合是一种通过力和热的作用，在材料表面形成金属键合的方法。它主要包括

两个步骤：预压和热压。

在预压阶段，两个待连接的材料通过一定的力被压在一起，形成初步的接触。在这

个过程中，由于表面的不平整性，只有一小部分接触面实际上是真正接触的。然后，

通过施加热量，材料的表面发生塑性变形，进一步增加了接触面积，并形成了稳定

的金属键合。

应用

混合键合广泛应用于电子封装和微电子器件制造领域。在电子封装中，混合键合被

用于连接芯片和基板，以及连接芯片之间的互连。在微电子器件制造中，混合键合

常用于连接芯片和封装基板。

混合键合的优点包括：高连接强度、低电阻、低电感和低连接温度。它还能够实现

多层连接和多芯连接，满足不同应用的需求。

优缺点

混合键合的优点主要体现在以下几个方面：

1.高连接强度：混合键合能够在材料之间形成稳定的金属键合，具有较高的连

接强度。

2.低电阻：由于金属键合的形成，混合键合具有较低的电阻，有利于电流的传

输。

3.低电感：混合键合的电感较低，有助于提高信号传输速度。

4.低连接温度：混合键合的连接温度相对较低，有利于避免材料的热损伤。

然而，混合键合也存在一些缺点：

1.需要高精度的设备和工艺控制：混合键合需要高精度的设备和工艺控制，以

确保连接的质量和稳定性。

2.对材料的要求较高：混合键合对材料的性能要求较高，需要选择合适的材料

进行连接。

3.连接过程中可能产生应力：在混合键合的过程中，由于热膨胀系数的差异，

可能会产生应力，导致连接的不稳定性。

热压键合（TCB）

原理

热压键合（TCB）是一种通过力和热的作用，在材料之间形成键合的方法。它主要

包括以下几个步骤：预压、加热和冷却。

在预压阶段，两个待连接的材料通过一定的力被压在一起，形成初步的接触。在加

热阶段，通过施加热量，材料的表面发生塑性变形，进一步增加了接触面积，并形

成了稳定的键合。在冷却阶段，材料冷却至室温，并形成了牢固的键合。

应用

热压键合广泛应用于电子封装、半导体器件制造和微系统技术等领域。在电子封装

中，热压键合被用于连接芯片和基板，以及连接芯片之间的互连。在半导体器件制

造中，热压键合常用于连接芯片和封装基板。在微系统技术中，热压键合被用于制

造微机械系统和生物芯片等微型器件。

热压键合的优点包括：高连接强度、低电阻、低电感和低连接温度。它还能够实现

多层连接和多芯连接，满足不同应用的需求。

优缺点

热压键合的优点主要体现在以下几个方面：

1.高连接强度：热压键合能够在材料之间形成稳定的键合，具有较高的连接强

度。

2.低电阻：由于键合的形成，热压键合具有较低的电阻，有利于电流的传输。

3.低电感：热压键合的电感较低，有助于提高信号传输速度。

4.低连接温度：热压键合的连接温度相对较低，有利于避免材料的热损伤。

热压键合也存在一些缺点：

1.需要高精度的设备和工艺控制：热压键合需要高精度的设备和工艺控制，以

确保连接的质量和稳定性。

2.对材料的要求较高：热压键合对材料的性能要求较高，需要选择合适的材料

进行连接。

3.连接过程中可能产生应力：在热压键合的过程中，由于热膨胀系数的差异，

可能会产生应力，导致连接的不稳定性。

混合键合与热压键合的比较

混合键合和热压键合都是常见的金属连接技术，它们在原理和应用上有相似之处，

但也存在一些差异。

原理比较

混合键合和热压键合的原理都是通过力和热的作用，在材料之间形成键合。不同之

处在于，混合键合是通过施加一定的力和热量，使材料表面发生塑性变形，形成金

属键合；而热压键合是通过施加一定的力和热量，使材料表面发生塑性变形，形成

键合。

应用比较

混合键合和热压键合在应用上有一定的重叠。它们都广泛应用于电子封装、半导体

器件制造和微系统技术等领域。不同之处在于，混合键合更适用于连接芯片和基板，

以及连接芯片之间的互连；而热压键合更适用于连接芯片和封装基板，以及制造微

型器件。

优缺点比较

混合键合和热压键合在优缺点上存在一些相似之处。它们都具有高连接强度、低电

阻