關(guān)于微電子封裝點膠技術(shù)的探討論文

　　隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，基于微電子技術(shù)的流體點膠技術(shù)在芯片固定、封裝倒扣以及芯片涂敷中得以廣泛應(yīng)用。流體點膠技術(shù)以受控的方式對流體精確分配，可將理想大小的流體，如焊劑、導(dǎo)電膠、環(huán)氧樹脂和粘合劑等，轉(zhuǎn)移到工件諸如芯片、電子元件等合適位置。從而實現(xiàn)各種元器件機(jī)械或者電氣的連接�；�于微電子封裝點膠技術(shù)的優(yōu)勢特點是操作系統(tǒng)性能好，點膠速度快和點膠一致性優(yōu)良、精度高等特點[2]。

　　1 點膠技術(shù)綜述

　　基于點膠原理的不同，可將點膠技術(shù)分為接觸式點膠和無接觸式點膠[3，4]，如圖1所示。接觸式點膠的工作原理是通過點膠針頭引導(dǎo)液同基板接觸，經(jīng)過一段時間后待基板完全浸潤后，點膠針頭開始向上運(yùn)動，膠液依靠同基板間的黏性力同點膠針頭分離在基板上形成膠點。接觸式點膠技術(shù)的特點是需要配置高精度的傳感器來控制針頭抬起和下降高度。無接觸式點膠是采用相關(guān)方式使膠液受到高壓作用，膠液在獲得足夠大的動能后按照規(guī)定的速度噴射到基本之上。膠液在噴射時，針頭沒有Z軸方向位移[3]。近幾年來，點膠技術(shù)得以快速發(fā)展，已經(jīng)從接觸式點膠技術(shù)向無接觸式點膠技術(shù)轉(zhuǎn)變。當(dāng)前國外已經(jīng)開始研究和開發(fā)無接觸式點膠技術(shù)，并取得了一定的成績。不過，就我國而言，目前還有超過一般以上的點膠系統(tǒng)仍舊采用接觸式針頭點膠，且以時間/壓力型為主[2]；無接觸式點膠系統(tǒng)市場份額占有率低下，所以，針對我國點膠技術(shù)發(fā)展實際，加強(qiáng)對精度高、可靠性強(qiáng)的流體點膠技術(shù)研究和開發(fā)勢在必行[5]。

　　2 接觸式點膠

　　2.1大量式點膠

　　大量式點膠可細(xì)分為針轉(zhuǎn)式點膠和絲網(wǎng)印刷式點膠兩種。大量式點膠的突出特點是點膠速度快。可適用于印刷電路板的大規(guī)模生產(chǎn)線，其缺點是柔性差，點膠的精度不是很高，一致性差，且膠液是直接暴露在空氣中，膠液容易吸水和揮發(fā)，影響膠液質(zhì)量。針轉(zhuǎn)移式點膠的適應(yīng)性比較差，對于不同的點膠樣式需要更換針板，在點膠時需不停加熱，重復(fù)適用性差。絲網(wǎng)印刷式點膠僅僅適用表面比較平整的元器件，而對于表面凸凹不平的集成電路則不適用。[2，4，6]。

　　2.2 針頭式點膠

　　2.2.1 計量管式點膠和活塞式點膠

　　計量式點膠和活塞式點膠是繼大量式點膠后的一種新型點膠方式。這兩種點膠方式都是通過壓力驅(qū)動膠液流出完成點膠。計量式點膠是由螺旋桿旋轉(zhuǎn)提供壓力，在壓力作用下膠液流出，針頭按照一定的軌跡移動可畫出線或者圓等圖案。活塞式點膠是通過活塞作用推動膠液流出完成點膠。該點膠方式的一致性好，不過膠液的量不好控制，活塞清洗困難，對活塞的密封性要求極高[2，4，6]。

　　2.2.2 時間/壓力型點膠

　　時間/壓力型點膠是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的點膠方式之一，該種點膠方式最早的應(yīng)用在表面貼裝中。其工作原理是通過脈動氣壓擠壓針筒內(nèi)的活塞，將流體通過底部針頭擠出到基板上。該種點膠技術(shù)適用于黏度不是很高的流體；其膠點大小同氣體壓力和時間有關(guān)。該種點膠設(shè)備的造價比較低，容易操作，維護(hù)和清洗方便。不過該種點膠方式對流體的黏度很敏感，氣壓反復(fù)壓縮使流體溫度逐漸升高，對流體的流變特性造成了一定影響，比如膠液流出的直徑大小不一，點膠一致性效果差。

　　3 無接觸式點膠

　　無接觸式點膠是當(dāng)前一種基于微電子技術(shù)的新型點膠技術(shù)，該點膠技術(shù)可細(xì)分為噴墨點膠和噴射點膠。其中噴射點膠又分為機(jī)械式噴射點膠和壓電式噴射點膠兩種方式。

　　3.1 噴墨技術(shù)

　　噴墨技術(shù)指的是將墨水噴涂到基底上面的技術(shù)。噴墨方式有熱氣泡式和壓電式。該種技術(shù)主要應(yīng)用在印刷、壓電式噴墨和藥劑生產(chǎn)方面。熱氣泡式噴墨是對熱敏電阻通電，產(chǎn)生熱能加熱墨水產(chǎn)生氣泡，氣泡爆破后墨水噴出形成墨滴；壓電式噴墨是利用壓電材料壓電效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)械力，通過機(jī)械力將墨水“擠”或“推”出去。不過需要提出的是，微電子封裝中所使用的流體黏度一般都比較高，而噴墨技術(shù)只適用于低黏度流體的噴墨。在流體材料適用性方面表現(xiàn)的能力比較欠缺。

　　3.2 噴射點膠技術(shù)

　　噴射點膠技術(shù)當(dāng)前還處于研發(fā)階段，技術(shù)還不夠成熟。該技術(shù)主要是通過瞬間高壓作用驅(qū)動膠液噴出，每次噴射只能形成一個膠點。經(jīng)過多次噴射后膠點疊加在一起形成圖案。噴射點膠基本上對各種黏度的流體適用。并且噴射的速度快、適應(yīng)性和一致性好。當(dāng)前，噴射點膠技術(shù)有機(jī)械式和壓電式兩種。其中，壓電式點膠適用于低、中黏度流體；機(jī)械式點膠適用于黏度高的流體。

　　3.2.1 機(jī)械式噴射點膠

　　機(jī)械式噴射點膠主要用于噴射高黏度流體，目前在電子生產(chǎn)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。采用機(jī)械師噴射點膠，流體在比較低的壓力作用下就能進(jìn)入到料腔內(nèi)。一般而言，芯片下填充料粘結(jié)劑的壓力控制在0.1MPa左右；液晶類黏度比較低的材料壓力控制在0.01MPa左右。該技術(shù)的特點是液體在噴嘴位置可獲得極強(qiáng)瞬時壓力，可對黏度高的流體進(jìn)行噴射；其缺點是噴射出的膠點要比壓電式、熱氣泡式所噴射的膠點尺寸大很多[3，7]，并且其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噴射頻率要低于壓電式。

　　3.2.2壓電式噴射點膠

　　壓電式噴射點膠裝置主要有兩大類型。一類是壓電式點膠作為熱噴墨印刷技術(shù)應(yīng)用于LED中有機(jī)顏料的注入；另一類是壓電式噴射點膠是應(yīng)用于電子器件紫外固化粘結(jié)劑包封。

　　4 結(jié)語

　　綜上，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，微電子封裝點膠技術(shù)必將會向新臺階邁進(jìn)。本文針對微電子封裝的接觸式點膠技術(shù)和無接觸式點膠技術(shù)的應(yīng)用及優(yōu)缺點進(jìn)行了簡要的介紹和分析。僅供業(yè)內(nèi)人士參考。

　　參考文獻(xiàn)

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