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漢高LOCTITE®半燒結銀芯片粘接材料助力800G光模塊沖向(xiàng)元宇宙賽道(dào)
2021-12-24
2021下半年，元宇宙成(chéng)爲科技圈和資本圈的大熱話題，10月底Facebook甚至爲元宇宙更換了公司名字，而今年也被(bèi)冠以“元宇宙元年“的稱号。
元宇宙整合多種(zhǒng)高新科技進(jìn)行虛拟和現實的網絡融合，其沉浸式的虛拟生活體驗包羅萬象，將(jiāng)會(huì)對(duì)硬件設施尤其是底層數據傳輸提出更高的要求，比如光通信。
元宇宙的支撐技術之一
“光通信 ”
元宇宙需要龐大的數據流量和帶寬做支持，從而提供高速、低延時(shí)的實時(shí)流暢體驗，因此對(duì)通信網絡，光模塊等相關産業鏈提出了更高的技術要求。光模塊是光通信的核心器件，是將(jiāng)IT設備中的電信号轉化爲光信号，之後(hòu)通過(guò)光纖進(jìn)行短中長(cháng)距傳輸的光電轉化器件，也是光通信産業鏈中遊關鍵節點。
數據中心網絡在5G、雲計算等大流量技術的驅動下帶動光通信行業更高的速率，更大的容量。
根據Lightcounting預測，随著(zhe)全球數通市場的快速發(fā)展，800G的光模塊需求將(jiāng)進(jìn)一步提升，2026年有望成(chéng)爲主導型号。目前，繼200G，400G高速光傳輸系統商用後(hòu)，不少知名廠商開(kāi)發(fā)推出了800G的光模塊産品。
800G光模塊的散熱挑戰
800G光模塊緊湊的結構設計，不斷增大的激光器和驅動芯片功率，對(duì)散熱提出了更高的挑戰。電子互聯材料是連接半導體晶體管和元器件的關鍵材料，起(qǐ)到導電和導熱的作用，影響元器件電路導通、功能(néng)實現及穩定性。
而燒結技術通過(guò)高溫使材料表面(miàn)原子互相擴散，從而形成(chéng)緻密結構的過(guò)程，也稱之爲“低溫燒結技術”。加入納米銀粒子的低溫燒結技術大大提升了導熱及導電性能(néng)，可滿足對(duì)于第三代半導體高功率器件的電子互聯應用。
漢高LOCTITE®
ABLESTIK ABP 8068TB
半燒結銀芯片粘接材料
産品性能(néng)
爲芯片粘接提供了一種(zhǒng)無鉛(LEAD FREE)的替代方案，适用于高功率密度半導體封裝, 符合RoHS要求。
絕佳電氣及導熱性能(néng)；
- 導熱系數範圍30W/mK-100W/ mK
- 在銀、銅和鎳钯金引線框架的封裝内電阻更低的熱阻（Rth）- 0.5K/W。
無需高溫壓力，在175度至200度溫度範圍下低溫燒結并且粘接力穩定。
在銀、銅、鎳钯金、金等多種(zhǒng)材質的界面(miàn)下适用更寬泛的芯片粘結尺寸：從1*1mm至8*8mm（Die Size）不等。
漢高半燒結銀材料較普通銀材料有更全面(miàn)的導熱和可操作性能(néng)
操作性能(néng)
使用制程簡便，與普通導電膠工藝相似。
廣泛的可加工性：可實現長(cháng)達24小時(shí)的連續點膠時(shí)間、2小時(shí)開(kāi)放時(shí)間、4小時(shí)停留時(shí)間。
固化過(guò)程中有效減少樹脂（RBO）滲出。
經(jīng)過(guò)2-6小時(shí)固化，通過(guò)X-ray等設備發(fā)現該材料幾乎無空洞
該電子材料結合了性能(néng)、可靠性和可加工性。對(duì)于那些希望找到焊料的無鉛替代品（無需昂貴或複雜的加工，又能(néng)确保與傳統材料同等或更優的性能(néng)）的封裝而言，LOCTITE® ABLSTIK ABP 8068TB産品可以全面(miàn)滿足他們的需求，同樣(yàng)也爲實現第三代半導體功率的電子互聯提供絕佳解決方案。
半導體封裝膠粘劑番外篇2- 粘度 Viscosity
2021-06-21
1.1 什麼(me)是粘度/流變
粘度 是用來定義流體内部（流動）阻力大小的一個專業術語，由分子吸引力引起(qǐ)的流體内部摩擦，使其阻擋流動傾向(xiàng)。[1]
將(jiāng)流動著(zhe)的液體看作許多相互平行移動的液層, 各層速度不同,形成(chéng)速度梯度(dv/dx),由于速度梯度的存在,流動較慢的液層阻滞較快液層的流動,因此.液體産生運動阻力.
爲使液層維持一定的速度梯度運動,必須對(duì)液層施加一個與阻力相反的反向(xiàng)力. 液體在流動時(shí)，在其分子間産生内摩擦力；當施加一個（剪切）外力與流體上，就(jiù)可以觀測到這(zhè)個阻力大小；阻力越大，需要越大的剪切外力去驅使流體流動；這(zhè)個剪切力可以用來定義粘度。
直觀表現就(jiù)是礦泉水比番茄醬容易倒出。
粘度示意圖
粘度形成(chéng)公式
粘度公式簡化：
單位：cP、Pa.S
1 cP = 1 mPa·s
1 P = 100 cP 1 Pa·s = 1,000 mPa·s
1.2 流體分類：
不同的剪切外力作用下，按受到阻力變化狀況（粘度）將(jiāng)流體可以分爲：
1. 牛頓流體：粘度與剪切速率和時(shí)間無關，典型的是氣體，水
2. 非牛頓流體：粘度與剪切速率&壓力相關，不同條件下，粘度會(huì)變化，比如導電膠，石油樹脂等
- 在特殊參數條件下測得的粘度稱之爲"表觀粘度",比如膠粘劑常用的5rpm,25C.
- 半導體封裝膠黏劑是典型的非牛頓型流體，具有剪切變稀的行爲
流體種(zhǒng)類
2.粘度的測試方法：
原理：通過(guò)轉子轉動流體，粘度儀的轉子施加的扭矩與被(bèi)測樣(yàng)品的分子内部摩擦力(即粘度)正相關，通過(guò)檢測轉子受力換算出樣(yàng)品粘度[2]
粘度測試示意圖
膠黏劑市場主流的測試設備是倆種(zhǒng) Brookfield 的粘度儀器和TA的流變儀，前者是市場應用廣泛(70%左右），價格實惠；後(hòu)者準确性和再現性出色，但價格是前者的幾倍。
半導體封裝日趨精密，對(duì)封裝輔料的膠粘劑要求也會(huì)逐步加強，個人認爲，流變儀會(huì)成(chéng)爲未來膠粘劑流體特性表征的主流設備。
-2.1)Brookfield 粘度儀
Broofield 粘度儀市場占有量大，精度在±1.0%的全量程範圍内， 重現性在±0.2% ， 工作溫度範圍從5°C到80°C，基本可以滿足市場測試需求
Brookfield 的根據測試設備型号不同，轉子不同形成(chéng)了一系列覆蓋各個粘度範圍的配套成(chéng)熟産品：
半導體封裝膠水行業主要使用的是博勒飛DV2T粘度計，有如下4個機型：
1）LVDV2T（低粘度）
2）RVDV2T（中等粘度）
3）HADV2T（高粘度） 常見用于膠粘劑行業
4）HBDV2T（高粘度）
通常配備的轉子是CP51或52，以下是不同機型不同轉子的測試範圍
在使用過(guò)程中，有以下幾個值得注意的地方：
1）不同的轉速粘度測試範圍不同：
- 測試樣(yàng)品粘度至少在該轉速下最大扭矩的10%，最好(hǎo)大于25%，越高越精确
- 低粘度 大轉子高轉速； 高粘度 小轉子 低轉速
2）粘度儀的誤差爲最大量程的1%，量程選擇不當，誤差較大
3）托杯調制(進(jìn)/退一格)，會(huì)影響粘度測試的準确性
- 進(jìn)一格轉子與托杯間隙變小同樣(yàng)膠量會(huì)溢出，包裹轉子四周接觸面(miàn)增大，扭矩變大，粘度偏高
- 退一格 轉子與托杯間隙變大同樣(yàng)膠量不足以完全填充，接觸面(miàn)積變小，扭矩變小，測試粘度偏低
-2.2)TA流變儀：
流變儀測試粘度數據更爲精确，重複性比較好(hǎo)，操作比brookfield相對(duì)簡單
同時(shí)TA的測試功能(néng)輔助件種(zhǒng)類多元，能(néng)夠測試除粘度以外的更多性能(néng)，比如測試膠水在升溫或者UV固化過(guò)程中的體積膨脹收縮表現
3. 粘度與膠水性能(néng)：
3.1 觸變指數TI:
觸變TI是衡量膠黏劑點膠性能(néng)的重要參數，這(zhè)是一個造出來的，約定成(chéng)俗的規定:
半導體封裝膠水通常觸變指數
TI= 0.5RPM粘度/5.0RPM粘度
- 0.5rpm粘度，靜态粘度，是液體開(kāi)始流動的粘度，越大越不容易滴膠 靜如處子
- 5.0rpm粘度，動态粘度，液體流動起(qǐ)來的粘度，越小越容易點膠操作 動如脫兔
- 一些場合下，也會(huì)規定10rpm粘度/1.0rpm爲觸變指數
在點膠的時(shí)候，理論上希望靜态粘度比較大，動态粘度相對(duì)小，即高觸變，但也不是越高越好(hǎo)，根據客戶實際應用，找到一個對(duì)應的區間
- 通常對(duì)于導電膠觸變大于3.5，絕緣膠會(huì)小一些,大于2，也有特殊的應用場景，大于等于1.0即可
不同膠黏劑粘度VS 觸變
3.2 工作時(shí)間：
測試膠水室溫一定時(shí)間内粘度增長(cháng)的幅度，确定膠水的工作時(shí)間，保存周期
3.3 施膠性能(néng)：
因爲封裝膠水的應用場景比較多，從芯片粘接到攝像頭結構，對(duì)膠水粘度的要求也各不相同
- 流平性 流動性 灌封性 定高性
4. 粘度的影響因素
4.1 分子間作用力
影響液體粘度的核心因素，在于液體分子間的作用力（inter-molecular forces）。液體要流動，那麼(me)液體分子就(jiù)需要“經(jīng)過(guò)”另一個分子。如果分子間作用力強大，分子“經(jīng)過(guò)”另一個分子就(jiù)會(huì)被(bèi)阻礙。因此，液體的分子間吸引力越小，它的粘度就(jiù)越低，反之則越大。
常溫下成(chéng)液态的正烷烴比水的粘度低，因爲正烷烴分子間作用力是範德華力，水分子之間則是氫鍵。範德華力遠小于氫鍵，因此液态正烷烴粘度小于水。而糖漿粘度比水大許多，因爲糖漿中的糖類分子含有大量羟基(-OH ),以氫鍵的方式與水分子互相吸引。
4.2 溫度
随著(zhe)液體溫度上升，通常其粘度也會(huì)随之降低。比較典型的例子就(jiù)是冬天的糖漿更加難倒出來。這(zhè)是因爲溫度上升會(huì)使分子運動更快，産生更大的分子動能(néng)（Kinetic Energy,KE=kT 分子動能(néng)與溫度直接相關）液體的分子動能(néng)增加會(huì)削弱分子間吸引力，同時(shí)當溫度升高，使得液體分子間間距增大，進(jìn)而使得分子間吸引力減小，于是内摩擦力減小，結果就(jiù)導緻了液體的粘度降低。[3]
膠黏劑主要由填料與樹脂基體，添加劑組成(chéng)，這(zhè)三者是影響膠黏劑粘度主要因素，可以通過(guò)增減填料/稀釋劑/觸變劑比例，改變産品粘度
-樹脂基體：主要是不同化學(xué)結構的高分子聚合物，這(zhè)些聚合物的分子量大小，分子量分布以及聚合物空間結構（支鏈等），都(dōu)會(huì)對(duì)粘度産生重要的影響
5. 其他補充-冰凍後(hòu)粘度變化（個人經(jīng)驗假設,驗證中）
封裝膠水通常是低溫保存，在冰凍前後(hòu)，膠水粘度會(huì)有小幅度變化，部分特殊膠水的粘度會(huì)有較大差異：
-a) 凍後(hòu)粘度上升：
一般發(fā)生在導電銀膠中，膠水在剛剛制造完成(chéng)時(shí)，樹脂基體與金屬填料表面(miàn)的潤濕程度，或者是二者之間的分子間作用力尚未充分形成(chéng)，在低溫保存的過(guò)程中，分子間作用力逐步完成(chéng)，導緻解凍後(hòu)粘度上升，通常靜态、動态粘度同步變化，對(duì)觸變不會(huì)有影響
-b)凍後(hòu)粘度下降：
通常凍後(hòu)粘度下降的是絕緣非導膠水， 一般絕緣膠水的填料是二氧化矽，氧化鋁等，攪拌混合過(guò)程中，填料本身與樹脂基體可以很快形成(chéng)穩定的氫鍵等分子間作用力，可能(néng)超負荷形成(chéng)（120% 150%200%等）使得粘度上升達到要求，在低溫保存解凍過(guò)程中，這(zhè)種(zhǒng)作用力部分消亡，下降趨于穩定的100%，導緻凍後(hòu)粘度急劇下降。
同時(shí)，在非導絕緣膠黏劑中會(huì)加入一定量的觸變劑氣矽，提升靜态粘度，提升觸變，改善點膠性能(néng)；這(zhè)些氣矽的表面(miàn)處理方式和用量一定程度上也會(huì)對(duì)粘度變化産生重要影響
以上規律也不是100%絕對(duì)，部分情況會(huì)反向(xiàng)。
轉載
技術突破！高導熱、半燒結芯片粘接劑 滿足新興封裝性能(néng)要求
2021-06-17
當下，在移動設備、數據通信/電信、消費和汽車電子應用中，設備的功能(néng)擴展和尺寸縮小，日益推動高功率高密度器件的設計标準，如何更有效地管理由此帶來的散熱需求很重要。界面(miàn)導熱材料的使用在線路闆和元器件層面(miàn)解決了一定的問題；但在芯片封裝層面(miàn)的有效解決方案，是整體導熱平衡的一個重要環節。
用于封裝級燒結，同時(shí)解決了相關應用高鉛焊料的環保合規問題、傳統芯片粘接劑的導熱性缺陷，以及傳統燒結産品的可加工性缺陷。
正在申請專利的LOCTITE ABLESTIK ABP 8068T産品組合包括一系列高導熱、半燒結芯片粘接劑，這(zhè)些産品將(jiāng)有助簡化流程，其絕佳的導熱性能(néng)和電氣性能(néng)更爲可靠，爲當今高功率密度設備而量身設計。
Raj Peddi
漢高全球引線鍵合IC封裝細分市場負責人
“ 焊料素來是高導熱性能(néng)和電氣性能(néng)需求的主要解決方案，但由于環保法規的原因，焊料即將(jiāng)被(bèi)市場淘汰，這(zhè)推動了對(duì)替代材料的需求。由于界面(miàn)接觸的限制和可加工性的問題，傳統的高導熱芯片粘接劑和純銀燒結産品等方法也不太理想。所以漢高開(kāi)發(fā)出LOCTITE ABLESTIK ABP 8068T系列半燒結芯片粘接材料，産品具有高導熱性、完善可靠性和制造工藝簡單的特點。”
領先優勢
■ 爲芯片粘接提供了一種(zhǒng)無鉛的替代方案，适用于高功率密度半導體封裝；
■ 在标準加工工藝下即可使用，不像傳統的銀燒結材料需要高壓和高溫條件；
■ 由于新型芯片粘接劑形成(chéng)了燒結銀（Ag）和樹脂的互相貫通的網絡，從而與界面(miàn)建立良好(hǎo)的接觸，形成(chéng)無空洞粘結層，具備優異導熱性，及良好(hǎo)的熱循環性能(néng)；
■ 适用标準芯片粘接應用，可用氮氣或空氣進(jìn)行固化，在銀、銅、鎳钯金、金等多種(zhǒng)材質的界面(miàn)均有很強的粘結力。
卓越特性
■ 适用于最高達5mm x 5mm的各種(zhǒng)尺寸芯片；
■ 絕佳導熱性能(néng)：堆積導熱率高達110w/m-K，在銀、銅和鎳钯金引線框架的封裝内電阻低至約0.5K/W；
■ 廣泛的可加工性：長(cháng)達24小時(shí)的連續點膠時(shí)間、2小時(shí)晾置時(shí)間、4小時(shí)靜置時(shí)間。
“ 對(duì)于高功率密度半導體封裝而言，這(zhè)正是制造商們一直在尋找的解決方案，” Peddi強調了該材料結合了性能(néng)、可靠性和可加工性。“對(duì)于那些希望找到焊料的無鉛替代品（無需昂貴或複雜的加工，又能(néng)确保與傳統材料同等或更優的性能(néng)）的封裝專家而言，LOCTITE ABLSTIK ABP 8068T系列産品組合正好(hǎo)可以滿足他們的需求。”
關于2021年五一勞動節放假事(shì)宜
2021-04-25
關于2021年清明節放假通知
2021-03-25
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