Vật liệu bán dẫn và lắp ráp điện tử
Vật liệu bán dẫn và lắp ráp điện tử cho việc đóng gói đáng tin cậy
Lựa chọn các vật liệu lấp đầy khe hở, phủ bề mặt, kết dính, bao bọc và tản nhiệt dựa trên hình dạng gói sản phẩm, khả năng tương thích với chất nền, độ chính xác khi phân phối, điều kiện đóng rắn, độ sạch ion và độ tin cậy lâu dài.
Bên trong Hội đồng
Lập bản đồ tất cả các giao diện của linh kiện bán dẫn và lắp ráp điện tử
Trong đóng gói có khoảng cách chân cắm nhỏ và các mạch điện tử mật độ cao, người ta sử dụng các vật liệu khác nhau tùy theo từng khu vực. Việc lựa chọn đúng đắn bắt đầu từ linh kiện, chất nền, khoảng cách, chức năng bảo vệ và quy trình sản xuất.
Chất lấp đầy dưới đáy cho các gói BGA, CSP và Flip-Chip
Kiểm soát lưu lượng trong ống mao dẫn, hình dạng góc bo tròn, sự hình thành lỗ rỗng và ứng suất sau khi đóng rắn xung quanh các điểm kết nối có khoảng cách nhỏ, đồng thời đảm bảo sự tương thích giữa vật liệu bảng mạch và quy trình đóng rắn cho phép.
Khám phá các loại keo dùng trong lắp ráp điện tử →
Vỏ, bộ tản nhiệt và các giao diện làm mát
Giảm điện trở giao diện xung quanh bộ xử lý, bộ tăng tốc và các mô-đun, đồng thời kiểm soát độ dày đường hàn, áp suất, độ sạch và quá trình sửa chữa.
Xem các vật liệu giao diện nhiệt →
Phủ lớp, niêm phong và bao bọc có chọn lọc
Bảo vệ các bảng mạch, mối hàn dây, đầu nối và các linh kiện nhạy cảm khỏi độ ẩm, ô nhiễm và rung động mà không gây ra ứng suất đóng rắn quá mức.
Đọc Hướng dẫn về hỗn hợp trồng cây →Các nhóm vật liệu
Chọn keo dán lắp ráp bán dẫn theo chức năng
Hãy bắt đầu từ chức năng mà vật liệu sau khi đóng rắn phải đảm nhiệm. Thành phần hóa học, độ nhớt và phương pháp đóng rắn cần phải phù hợp với hình dạng sản phẩm, vật liệu nền, giới hạn ứng suất và khung thời gian sản xuất.
Chất kết dính lấp đầy khe hở cho chất bán dẫn
Tăng cường độ bền cho các mối hàn và phân bổ lại ứng suất bên dưới các gói BGA, CSP và flip-chip.
- Quy trình mao dẫn hoặc quy trình không dòng chảy
- Góc xả nhỏ và góc bo được kiểm soát
- CTE và cân bằng mô-đun
Vật liệu phủ có thể đóng rắn bằng tia UV-C
Bảo vệ các khu vực bảng mạch có thể tiếp cận được nhờ khả năng đóng rắn nhanh và kiểm soát quy trình chính xác, đồng thời tính đến các vùng bóng.
- Quá trình đóng rắn nhanh theo yêu cầu
- Khả năng phủ lớp chọn lọc
- Ứng dụng thuận tiện cho việc kiểm tra
Chất kết dính dùng trong lắp ráp thiết bị điện tử kết cấu
Gắn các vỏ, đế, thanh gia cố và các bộ phận đồng thời hấp thụ ứng suất do giãn nở cơ học và nhiệt.
- Độ bám dính và độ dẻo dai
- Độ bám dính trên các chất nền khác nhau
- Thời gian đông cứng có kiểm soát và thời gian mở
Vật liệu làm kín và bao bọc
Bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi độ ẩm, bụi, hóa chất và rung động bằng cách bịt kín tại chỗ hoặc lấp đầy khoang rỗng.
- Hàng rào bảo vệ môi trường linh hoạt
- Bảo vệ điện môi
- Các yếu tố cần lưu ý trong quá trình sửa chữa và xử lý
Chất dẫn nhiệt không chứa silicone
Chuyển nhiệt ở khu vực gần các điểm tiếp xúc nhạy cảm, các bộ phận quang học và các công đoạn phủ lớp, nơi hiện tượng di chuyển của siloxan là vấn đề đáng lo ngại.
- Yêu cầu về tiếp xúc sạch
- Dạng tấm hoặc dạng cắt khuôn theo yêu cầu
- Xác minh tính tương thích
Keo dán lắp ráp dẫn nhiệt
Kết hợp phương pháp gắn cơ học với truyền nhiệt cho các bộ phân phối, cảm biến, mô-đun và các bộ phận làm mát.
- Kết dính kết hợp với đường dẫn nhiệt
- Các tùy chọn quy trình 1K hoặc 2K
- Số dư mô-đun và số dư làm lại
So sánh vật liệu
So sánh các vật liệu lấp đầy, phủ bề mặt, kết dính và bao bọc
Các vật liệu trông có vẻ giống nhau trước khi đóng rắn có thể mang lại các kết quả rất khác nhau về tính chảy, ứng suất, khả năng bảo vệ và khả năng phục hồi trong sản phẩm lắp ráp điện tử hoàn thiện.
| Chức năng của vật liệu | Khu vực lắp ráp tối ưu | Giá trị chính | Các điểm cần lưu ý trong thiết kế |
|---|---|---|---|
| Chất lấp đầy mao quản | Bên dưới các gói BGA, CSP và flip-chip | Củng cố kết nối và phân bố ứng suất | Khoảng cách chảy, lỗ rỗng, góc bo tròn, quá trình đông cứng và việc sửa chữa |
| Lớp phủ bảo vệ | Bề mặt PCB, đường mạch và các khu vực linh kiện lộ ra ngoài | Lớp bảo vệ mỏng chống ẩm và bụi bẩn | Phạm vi phủ, vùng bóng, che phủ, xử lý và kiểm tra |
| Keo kết cấu | Kết dính vỏ, chất nền, bộ gia cố, linh kiện hoặc mô-đun | Kết nối cơ học và truyền ứng suất | Độ bám dính, mô-đun, thời gian mở, quá trình đóng rắn và tháo dỡ |
| Chất bao bọc hoặc chất đúc | Vùng thành phần cục bộ hoặc khoang điện tử hoàn chỉnh | Bảo vệ về mặt môi trường, điện môi và cơ học | Phản ứng tỏa nhiệt, co ngót, lỗ rỗng, khối lượng và sửa chữa |
| Giao diện nhiệt | Giao diện giữa vỏ, bộ phân phối, bộ tản nhiệt hoặc vỏ bảo vệ | Giảm điện trở tiếp xúc và truyền nhiệt | Độ dày, áp suất, độ sạch và quá trình bơm hút |
| Keo dán nhiệt | Bộ tản nhiệt, cảm biến, mô-đun hoặc bộ phận làm mát | Quá trình kết dính và truyền nhiệt trong cùng một quy trình | Đường nối, ứng suất do đóng rắn, độ bền và việc sửa chữa |
Quy trình tuyển chọn
Lập bản tóm tắt vật liệu lắp ráp điện tử trong năm bước
Một bản tóm tắt hữu ích liên kết các yếu tố về hình học và chất nền với các yêu cầu về phân phối, đóng rắn, ô nhiễm và độ tin cậy trước khi đặt hàng các mẫu vật liệu.
Xác định hàm lắp ráp
Xác định xem vật liệu đó có cần thực hiện các chức năng như lấp đầy khoảng trống, phủ lớp, bịt kín, kết dính, bao bọc hay truyền nhiệt hay không.
Gói bản đồ và nền bản đồ
Ghi lại kích thước linh kiện, khoảng cách giữa các chân, khoảng cách cách ly, bề mặt hoàn thiện, vật liệu bảng mạch và các vùng nhạy cảm.
Cài đặt khoảng thời gian phân phối
Xác định độ nhớt, khoảng cách chảy, hình dạng giọt hoặc chấm, thời gian mở, vùng cấm và thời gian chu kỳ.
Chọn quy trình điều trị
Xác nhận phương pháp đóng rắn bằng tia UV, nhiệt, độ ẩm hoặc hai thành phần, nhiệt độ tối đa và các hạn chế về bóng râm.
Kiểm định độ tin cậy của cụm lắp ráp
Kiểm tra độ bám dính, lỗ rỗng, độ sạch ion, chu kỳ nhiệt, độ ẩm, rung động và việc sửa chữa lại.
Các biến số kỹ thuật
Cần xác định những yếu tố nào trước khi tiến hành lấy mẫu trong quá trình lắp ráp bán dẫn?
Việc lựa chọn mẫu sẽ hiệu quả hơn khi vật liệu được đánh giá cùng với bao bì thực tế, chất nền, thiết bị phân phối và quy trình đóng rắn. Hãy chia sẻ các khoảng giá trị mục tiêu ngay từ khi dây chuyền sản xuất vẫn đang trong giai đoạn phát triển.
Chính quy trình hoàn thiện — chứ không phải các tính chất riêng lẻ của chất lỏng — mới là yếu tố quyết định hiệu suất của cụm lắp ráp.Hình học gói hàng
Loại gói, khoảng cách giữa các chân, khoảng cách cách ly, khoảng cách dẫn dòng, mục tiêu góc bo tròn, khe hở, vùng cấm và độ dễ vỡ của linh kiện.
Vật liệu nền và lớp hoàn thiện bề mặt
Silic, hỗn hợp khuôn, lớp phủ chống hàn, đồng, gốm, thủy tinh, nhựa, kim loại và xử lý bề mặt.
Yêu cầu về việc phân phối
Độ nhớt, tính thixotropic, phương pháp kim hoặc phun, hình dạng giọt, thời gian chảy, thời gian sử dụng và giới hạn thiết bị.
Điều trị các bệnh lý
Nhiệt độ tối đa, mức độ tiếp xúc với tia UV, mức độ tiếp xúc với độ ẩm, tỷ lệ pha trộn, thời gian đóng rắn và mức năng lượng cho phép trong quá trình sản xuất.
Sự sạch sẽ và tính tương thích
Sự thoát khí, ô nhiễm ion, độ nhạy cảm với siloxan, nguy cơ ăn mòn và khả năng tương thích với các vật liệu lân cận.
Độ tin cậy và việc sửa chữa lại
Chu kỳ nhiệt, độ ẩm, rung động, rơi hoặc va đập, tuổi thọ hoạt động, các yêu cầu về kiểm tra và sửa chữa.
Phòng ngừa sự cố
Ngăn ngừa các sự cố liên quan đến chất kết dính và lớp phủ trong ngành bán dẫn
Chỉ dựa vào độ bám dính ban đầu hoặc quá trình đóng rắn là chưa đủ. Các khuyết tật trong quá trình lắp ráp thường xuất phát từ hiện tượng chảy tràn, không khí bị kẹt, ô nhiễm, sự không đồng bộ trong quá trình đóng rắn và ứng suất sau khi trải qua chu kỳ biến đổi môi trường.
Chất lấp đầy chưa đầy đủ hoặc các lỗ rỗng bị kẹt
Độ nhớt, khoảng cách giữa các gói, đường dẫn phân phối và nhiệt độ chất nền có thể cản trở dòng chảy mao dẫn hoàn toàn.
Xem xét hành vi dòng chảy ở mô-đun thấp →Phản ứng tỏa nhiệt quá mức hoặc ứng suất do quá trình đóng rắn
Khối lượng lớn và các hệ thống cứng nhắc có thể gây ra hiện tượng sinh nhiệt, co ngót và ứng suất xung quanh các gói linh kiện, các điểm hàn và bảng mạch.
Hiểu về đặc tính của chất trám epoxy →Quá trình thoát khí và ô nhiễm bề mặt nhạy cảm
Các tạp chất dễ bay hơi có thể ảnh hưởng đến các bộ phận quang học, các điểm tiếp xúc, các quy trình chân không, quá trình hàn dính và độ sạch bề mặt trong dài hạn.
Xem xét các rủi ro liên quan đến hiện tượng thoát khí →Khả năng bám dính kém trên các bề mặt hỗn hợp
Một loại keo dán có thể bám dính tốt trên kim loại nhưng lại cho hiệu quả kém khi sử dụng trên lớp phủ chống hàn, nhựa kỹ thuật hoặc kính đã qua xử lý.
Xem xét các giới hạn của keo dán nhanh →Các khe hở trong lớp phủ và đường dẫn hơi ẩm
Việc che phủ, các cạnh sắc nhọn, các điểm nối và các vùng bóng tối có thể gây ra sự gián đoạn trong công tác bảo vệ môi trường.
Lập kế hoạch bảo vệ chống ẩm và bụi →Sự không khớp CTE và hiện tượng bong tróc
Các liên kết cứng giữa các vật liệu khác nhau có thể tích tụ ứng suất bóc tách và ứng suất cắt do quá trình thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại.
So sánh các đặc tính của chất kết dính linh hoạt →Nền tảng lắp ráp
Lựa chọn vật liệu phù hợp cho đóng gói bán dẫn và lắp ráp điện tử
Kiến trúc gói sản phẩm, mật độ linh kiện trên bảng mạch, môi trường vận hành, mức độ chứng nhận và khối lượng sản xuất quyết định sự cân bằng hợp lý giữa dòng chảy, quá trình đóng rắn, ứng suất và khả năng bảo vệ.
Bao bì Flip Chip, BGA và Accelerator
- Quy trình lấp đầy khe hở với khoảng cách chân cắm nhỏ
- Áp lực thấp và lượng nước tiểu ít
- Độ sạch của bề mặt tiếp xúc nhiệt
Mô-đun ô tô và điện tử cảm biến
- Chu kỳ nhiệt và rung động
- Bảo vệ khỏi độ ẩm và hóa chất
- Xử lý dựa trên tiêu chuẩn
Bộ điều khiển công nghiệp và bảng điện
- Phủ lớp và đúc kín có chọn lọc
- Tiếp xúc với điều kiện môi trường khắc nghiệt
- Chiến lược sửa chữa và tuổi thọ cao
Sản phẩm tiêu dùng, đèn LED và thiết bị điện tử nhỏ gọn
- Thời gian đông cứng nhanh và thời gian chu kỳ ngắn
- Phân phối chính xác với khối lượng nhỏ
- Các cụm linh kiện mỏng, nhỏ gọn
Kế hoạch xác nhận
Kiểm định chất lượng vật liệu lắp ráp bán dẫn trong quy trình sản xuất thực tế
Dữ liệu về vật liệu giúp thu hẹp danh sách các ứng viên. Các thử nghiệm về quy trình và lắp ráp giúp xác nhận liệu các yếu tố như độ chảy, quá trình đóng rắn, độ bám dính, độ sạch và khả năng bảo vệ có duy trì được sự ổn định trong bao bì thực tế và trên dây chuyền sản xuất hay không.
Khám phá việc lựa chọn và thử nghiệm vật liệu →Dòng chảy và sự trống rỗng
Đo độ di chuyển của chất lỏng trong ống mao dẫn, hình dạng góc bo tròn, lượng khí bị kẹt và độ phủ trên hình học thực tế của bao bì.
Lực bám dính và lực kết dính
Thử nghiệm các chất nền liên quan trước và sau khi đóng rắn, trong điều kiện ẩm ướt, tiếp xúc với nhiệt và chu kỳ nhiệt.
Xác minh quá trình chữa trị
Xác nhận quá trình đóng rắn hoàn toàn, các vùng bóng, độ cứng, quá trình chuyển hóa và dung sai quy trình.
Độ sạch và quá trình thoát khí
Đánh giá dư lượng ion, sự thất thoát chất bay hơi, sự ăn mòn và các bề mặt dễ bị nhiễm bẩn.
Độ tin cậy về mặt môi trường
Tiến hành các thử nghiệm về chu kỳ nhiệt, độ ẩm, rung động, va đập, bảo quản ở nhiệt độ cao và thử nghiệm ứng dụng.
Kiểm tra và Sửa chữa
Xác định các tiêu chí kiểm tra bằng mắt thường, kiểm tra quang học hoặc kiểm tra bằng tia X, cũng như các quy trình sửa chữa hoặc tháo dỡ thực tế.
Từ mẫu thử đến sản xuất hàng loạt
Mở rộng quy mô phân phối chính xác từ giai đoạn thử nghiệm đến sản xuất hàng loạt
Haktak có thể hỗ trợ việc xây dựng công thức và tối ưu hóa quy trình. Vui lòng chia sẻ bản vẽ linh kiện, vật liệu nền, thiết bị phân phối, giới hạn thời gian đóng rắn, tiêu chí chất lượng và khối lượng sản xuất hàng năm ngay từ giai đoạn đầu của quá trình phát triển.
Điều chỉnh độ nhớt và lưu lượng
Điều chỉnh lưu lượng, tính thixotropic, độ sụt, hành vi phun và kiểm soát độ tròn góc xung quanh hình dạng bao bì.
Điều chỉnh quy trình xử lý
Chọn phương pháp đóng rắn bằng tia UV, nhiệt, độ ẩm hoặc hai thành phần sao cho phù hợp với giới hạn nhiệt độ và thời gian chu kỳ sản xuất.
Hỗ trợ phân phối
Điều chỉnh các thông số về bao bì, kim phun hoặc vòi phun, đường đi của hạt nhựa, kích thước giọt nhựa, thời gian sử dụng và quy trình vệ sinh thiết bị.
Mẫu thử nghiệm
So sánh các thông số về tính chất hóa học, mô-đun, độ chảy và phạm vi đóng rắn trước khi tiến hành thẩm định quy trình và phê duyệt sản xuất hàng loạt.
Tài nguyên kỹ thuật
Hướng dẫn về vật liệu cho ngành bán dẫn và lắp ráp điện tử
Hãy sử dụng các hướng dẫn kỹ thuật này để so sánh tính chất của chất kết dính, hiệu suất nhiệt, rủi ro nhiễm bẩn và các phương án quy trình trước khi tiến hành đánh giá chất lượng.
Chất kết dính dẫn nhiệt là gì?
Hiểu rõ sự tương tác giữa quá trình liên kết, truyền nhiệt, quá trình đóng rắn và mô-đun trong các cụm linh kiện điện tử.
Đọc Hướng dẫn về keo dán nhiệt →Keo kết cấu dẫn nhiệt
Kiểm tra các yếu tố như độ bám dính, dòng nhiệt và độ tin cậy cơ học đối với các mô-đun điện tử có yêu cầu khắt khe.
Xem lại thiết kế keo kết cấu →Keo nhiệt là gì?
So sánh keo dán nhiệt với miếng đệm, mỡ bôi trơn và các vật liệu kết cấu thông thường.
So sánh các dạng vật liệu cách nhiệt →Các giải pháp tản nhiệt không chứa silicone
Cần xem xét các yếu tố như tiếp điểm, hệ thống quang học, lớp phủ và quá trình liên kết ở các công đoạn sau, nơi hiện tượng di chuyển của silicone có ảnh hưởng quan trọng.
Xem các lựa chọn không chứa silicone →Dẫn nhiệt trong điện tử
Kết nối các nguồn nhiệt, các giao diện và các cấu trúc làm mát trong toàn bộ cụm linh kiện điện tử.
Đọc Hướng dẫn Thiết kế Nhiệt →Xem qua các vật liệu lắp ráp Haktak
Xem xét các dòng sản phẩm và các loại sản phẩm liên quan đến chất dẫn nhiệt, chất kết dính, chất bịt kín và chất bao bọc.
Xem tất cả sản phẩm →Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi thường gặp về keo dán lắp ráp bán dẫn
Việc lựa chọn cuối cùng cần được kiểm chứng bằng cách sử dụng gói sản phẩm thực tế, các chất nền, phương pháp phân phối, quy trình đóng rắn và kế hoạch đảm bảo độ tin cậy.
Chất lấp đầy (underfill) được sử dụng để làm gì trong quá trình lắp ráp bán dẫn?
Chất lấp đầy (underfill) được sử dụng để lấp đầy khoảng trống bên dưới các gói linh kiện như BGA, CSP và flip chip nhằm gia cố các mối hàn và phân bổ lại ứng suất do giãn nở nhiệt, va đập cơ học và sự uốn cong của bảng mạch gây ra.
Làm thế nào để chọn keo lấp đầy?
Bắt đầu với các yếu tố như khoảng cách giữa các gói linh kiện, khoảng cách dòng chảy, khoảng cách giữa các điểm, vật liệu nền, quy trình phun keo, giới hạn thời gian đóng rắn, mô-đun đàn hồi yêu cầu, hệ số giãn nở nhiệt (CTE), hành vi chuyển pha thủy tinh, mục tiêu về tỷ lệ lỗ rỗng, thử nghiệm độ tin cậy và nhu cầu sửa chữa.
Sự khác biệt giữa lớp phủ và quá trình bao bọc là gì?
Lớp phủ bảo vệ tạo ra một lớp bảo vệ mỏng trên bề mặt bảng mạch. Quá trình đóng gói hoặc đổ keo lấp đầy một khu vực cục bộ hoặc khoang rỗng có diện tích lớn hơn và thường mang lại khả năng bảo vệ cơ học và điện môi tốt hơn, nhưng lại làm tăng khối lượng và gây khó khăn cho việc sửa chữa.
Khi nào nên xem xét sử dụng keo có độ thoát khí thấp?
Cần xem xét sử dụng các vật liệu có mức thoát khí thấp ở khu vực gần các bộ phận quang học, cảm biến, điểm tiếp xúc chính xác, quy trình chân không và các gói sản phẩm nhạy cảm với ô nhiễm. Cần kiểm tra tính bay hơi và khả năng tương thích bề mặt trong điều kiện vận hành thực tế.
Liệu một loại keo có thể vừa đảm bảo độ bám dính kết cấu vừa truyền nhiệt được không?
Đúng vậy. Keo dẫn nhiệt có thể dùng để gắn các linh kiện hoặc tấm tản nhiệt đồng thời dẫn nhiệt, nhưng cần phải đánh giá tổng thể các yếu tố như độ dày lớp keo, quá trình đóng rắn, mô-đun đàn hồi, độ bám dính, chu kỳ nhiệt và khả năng sửa chữa.
Haktak cần những thông tin nào để đưa ra đề xuất?
Vui lòng cung cấp thông tin chi tiết về gói sản phẩm và chất nền, khoảng cách hoặc giá đỡ, thiết bị phun keo, mục tiêu lưu lượng, giới hạn đóng rắn, yêu cầu về độ sạch, các bài kiểm tra độ tin cậy, thời gian takt, kỳ vọng về việc sửa chữa lại và khối lượng sản xuất hàng năm.
Bắt đầu từ bao bì và quy trình
Gửi thông tin về hình học, vật liệu nền, đường đi của mực và giới hạn đóng rắn
Haktak có thể hỗ trợ so sánh các vật liệu lấp đầy, phủ bề mặt, kết dính kết cấu, bao bọc và vật liệu tản nhiệt dùng trong đóng gói bán dẫn và lắp ráp thiết bị điện tử chính xác.