在芯片封裝生產(chǎn)的精細(xì)流程中，有一個(gè)看似簡(jiǎn)單卻至關(guān)重要的環(huán)節(jié)——銀膠烘焙。這道工序雖不像光刻或蝕刻那樣備受關(guān)注，卻直接決定著芯片的穩(wěn)定性和壽命。

銀膠烘焙定義

銀膠烘焙，專業(yè)術(shù)語稱為Epoxy Curing，是在芯片貼裝完成后，對(duì)芯片與支架之間的銀膠層進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼倪^程。

這一過程使原本處于半流動(dòng)狀態(tài)的銀膠完成固化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)三大核心目標(biāo)：1.

完全固定芯片位置

：防止后續(xù)工藝中芯片移位2.

建立穩(wěn)定熱導(dǎo)與電導(dǎo)路徑

：確保芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)，電信號(hào)穩(wěn)定傳輸3.

增強(qiáng)結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度

：提升芯片整體抗機(jī)械應(yīng)力能力銀膠本質(zhì)上是一種環(huán)氧樹脂基導(dǎo)電膠，其中均勻分布著大量微米級(jí)或納米級(jí)銀顆粒。這些銀顆粒形成了導(dǎo)電導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，而環(huán)氧樹脂則作為粘結(jié)基質(zhì)。在未固化狀態(tài)下，銀膠具有一定的流動(dòng)性，便于芯片貼裝；但只有通過高溫烘焙，才能使環(huán)氧樹脂發(fā)生聚合交聯(lián)反應(yīng)，形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

為何非烤不可

若省略銀膠烘焙工序，或烘焙不充分，將導(dǎo)致一系列嚴(yán)重問題：

1. 芯片位移風(fēng)險(xiǎn)：

在后續(xù)的打線鍵合或封裝成型過程中，未完全固化的銀膠無法有效固定芯片，可能導(dǎo)致芯片位置偏移甚至完全脫離。

2. 打線鍵合失?。?/strong>

芯片表面不穩(wěn)定或氧化會(huì)使金線或銅線與芯片焊盤無法形成可靠連接，導(dǎo)致電路開路。

3. 長(zhǎng)期可靠性問題：

在溫度循環(huán)測(cè)試或?qū)嶋H使用中，未充分固化的銀膠可能因熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生裂縫，最終導(dǎo)致器件失效。

4. 電熱性能下降：

銀膠未充分固化時(shí)，銀顆粒之間的接觸不緊密，會(huì)增加接觸電阻，影響導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

銀膠烘焙的工藝參數(shù)

銀膠烘焙并非簡(jiǎn)單的加熱處理，而是需要精確控制多個(gè)參數(shù)的系統(tǒng)工程：

1. 溫度控制：

通常設(shè)定在175°C左右。這一溫度是經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的最佳值，足以引發(fā)并完成環(huán)氧樹脂的固化反應(yīng)，又不會(huì)因溫度過高導(dǎo)致銀膠或芯片損傷。

2. 時(shí)間管理：

一般需要保持1小時(shí)。時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部固化不完全；時(shí)間過長(zhǎng)則可能導(dǎo)致銀膠過度固化，變脆或變色。

3. 氣氛保護(hù)：

必須在氮?dú)猸h(huán)境中進(jìn)行。在175°C的高溫下，金屬表面極易氧化，氮?dú)獗Ｗo(hù)可防止芯片焊盤和引線框架氧化，確保后續(xù)打線質(zhì)量。

4. 溫度曲線優(yōu)化：

先進(jìn)的封裝工廠會(huì)采用多段升溫曲線，而非簡(jiǎn)單的一步到位。例如，先以較慢的速率升溫至120-150°C，使銀膠內(nèi)部溶劑緩慢揮發(fā)，避免氣泡產(chǎn)生，再升至固化溫度完成反應(yīng)。

銀膠烘焙的質(zhì)量檢驗(yàn)：推力測(cè)試

銀膠固化后，必須進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證，其中最關(guān)鍵的指標(biāo)是接合力測(cè)試，俗稱推力測(cè)試。

1. 測(cè)試原理：使用精密的推刀或微力計(jì)，從芯片側(cè)面施加逐漸增大的力，直至芯片與支架分離，記錄下所需的最大力值。

2. 標(biāo)準(zhǔn)要求：行業(yè)通常要求推力值不低于2.0kg，高可靠性應(yīng)用則要求更高。

3. 結(jié)果分析：推力不足可能由多種因素引起：

（1）銀膠涂布量不足或分布不均

（2）烘焙溫度或時(shí)間偏離工藝窗口

（3）銀膠材料本身存在問題（如過期、受潮、銀顆粒沉降）

（4）點(diǎn)膠過程中引入氣泡或污染物先進(jìn)檢測(cè)方法：除了傳統(tǒng)的推力測(cè)試，現(xiàn)代封裝廠還會(huì)采用超聲波掃描顯微鏡以及X射線設(shè)備。

常見問題與解決方法

在實(shí)際生產(chǎn)中，銀膠烘焙工序常會(huì)遇到多種挑戰(zhàn)：

1. 氣泡問題：

膠層中出現(xiàn)氣泡會(huì)大幅降低粘結(jié)強(qiáng)度。解決方案包括優(yōu)化點(diǎn)膠參數(shù)（如點(diǎn)膠速度、高度、壓力），增加預(yù)烘步驟使溶劑緩慢揮發(fā)，以及選擇適當(dāng)粘度的銀膠材料。

2. 固化異常：

膠層偏黃或發(fā)脆通常表明溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)。需校準(zhǔn)烤箱溫度均勻性，并嚴(yán)格控制保溫時(shí)間。

3. 接合力不足：

除了調(diào)整烘焙參數(shù)，還需檢查銀膠材料的保存條件（通常需冷藏）、使用前攪拌是否充分，以及是否在有效期內(nèi)。

4. 氧化問題：

芯片表面氧化會(huì)直接影響后續(xù)打線工藝。需確保氮?dú)饬髁砍渥?，烤箱密閉性良好，必要時(shí)可增加氧氣濃度監(jiān)測(cè)裝置。

銀膠烘焙在封裝流程的重要性

1. 晶圓切割（Dicing）

2. 芯片拾?。?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/pi/" target="_blank">Pick）

3. 貼片（Die Attach）—— 點(diǎn)銀膠 + 貼芯片

4. 銀膠烘焙（Epoxy Curing）

5. 打線鍵合（Wire Bonding）

6. 封裝成型（Molding）

7. 封裝測(cè)試（Test & Sort）烘焙位于貼裝與鍵合之間，是前段制程的“可靠性閘門”。

銀膠烘焙，這一看似簡(jiǎn)單的熱處理工序，實(shí)則是芯片封裝中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它不僅是將芯片物理固定的技術(shù)，更是確保電熱性能穩(wěn)定、提升器件可靠性的核心工藝。