โซลเดอร์เพสต์สำหรับ Die Attach เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการบัดกรีชิปเข้ากับพื้นผิว (เช่น เซรามิก โลหะ หรือ PCB) โดยใช้การเชื่อมประสานทางโลหะวิทยาแทนกาวแบบดั้งเดิม (เช่น กาวเงิน) เพื่อให้ได้การเชื่อมต่อของ Die Attach ที่มีการนำความร้อนสูงและความน่าเชื่อถือสูง
I. หน้าที่หลักและการวางตำแหน่ง
-
สถานการณ์การใช้งาน:
- ส่วนใหญ่ใช้ในบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ (เช่น โมดูล IGBT, SiC), ชิป LED (แบบพลิกกลับ/แบบวายบอนด์), จอแสดงผล Mini/Micro LED, อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และการบรรจุอุปกรณ์กำลังสูงและมีความหนาแน่นสูงอื่นๆ
-
ทดแทนกาวเงิน: ช่วยแก้ปัญหากาวเงินแบบดั้งเดิม เช่น การนำความร้อนต่ำ (เพียง
1.5-25 W/m·K), เสื่อมสภาพง่าย และต้นทุนสูง
-
ข้อดีหลัก:
-
การนำความร้อนสูงเป็นพิเศษ: โลหะผสมดีบุก (เช่น
SnAgCu,SnSb10) มีค่าการนำความร้อนสูงถึง45-67 W/m·Kซึ่งสูงกว่ากาวเงิน 3-5 เท่า ช่วยลดอุณหภูมิทางแยกของชิปได้อย่างมาก (วัดได้ลดลงถึง 16%) -
ความน่าเชื่อถือสูง: ความแข็งแรงเฉือนของจุดบัดกรี
>40MPa(สูงกว่ากาวเงิน 2-3 เท่า) ผ่านการทดสอบที่เข้มงวด (เช่น การสั่นสะเทือนตามมาตรฐานAEC-Q200, การทดสอบการกระแทกด้วยความร้อน/เย็นที่-40℃~125℃) -
การบัดกรีที่แม่นยำ: ผงละเอียดพิเศษ (ระดับ
T6/T7,5-15μm) สามารถเติมช่องว่างระดับไมโครเมตรได้ (อัตราการเกิดช่องว่าง<5%) เหมาะสำหรับ Mini LED และชิปขนาดเล็กอื่นๆ (เล็กสุดถึง0.127 มม.)
-
การนำความร้อนสูงเป็นพิเศษ: โลหะผสมดีบุก (เช่น
II. คุณสมบัติทางเทคนิค
-
องค์ประกอบของวัสดุ:
-
ส่วนประกอบโลหะผสม: นิยมใช้
SnAgCu(SAC305),SnSb10,SnBiAgเป็นต้น โดยมีจุดหลอมเหลวครอบคลุมตั้งแต่ 138℃ (อุณหภูมิปานกลาง) จนถึง 300℃ (อุณหภูมิสูงมาก) ปรับให้เข้ากับความต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิที่แตกต่างกัน -
ฟลักซ์: สูตรที่มีสารตกค้างต่ำและมีคุณสมบัติ Thixotropic สูง ทำให้มั่นใจในความแม่นยำของการจ่ายกาว (ความหนืด
10,000-25,000cps) หลังการบัดกรีมีสารตกค้างน้อยมากและไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพทางแสง
-
ส่วนประกอบโลหะผสม: นิยมใช้
-
ความสามารถในการปรับตัวของกระบวนการ:
-
วิธีการบรรจุ: รองรับการจ่ายกาวด้วยเครื่องจ่าย/เครื่อง Die Bonder (บรรจุภัณฑ์แบบเข็มฉีดยา) หรือการพิมพ์ด้วยสเตนซิล โดยมีรอบการจ่ายกาวเร็วถึง
240 มิลลิวินาที - วิธีการบ่ม: การบัดกรีแบบ Reflow (แนะนำ) หรือสถานีบัดกรีอุณหภูมิคงที่ ทำการบัดกรีเสร็จภายใน 5 นาที (กาวเงินต้องใช้เวลา 30 นาที)
-
วิธีการบรรจุ: รองรับการจ่ายกาวด้วยเครื่องจ่าย/เครื่อง Die Bonder (บรรจุภัณฑ์แบบเข็มฉีดยา) หรือการพิมพ์ด้วยสเตนซิล โดยมีรอบการจ่ายกาวเร็วถึง
III. ขอบเขตการใช้งานทั่วไป
| สาขา | กรณีศึกษาการใช้งาน | คุณค่าหลัก |
|---|---|---|
| การบรรจุ LED | ชิปพลิก Mini/Micro LED, แหล่งกำเนิดแสง COB, LED กำลังสูง | ลดการเสื่อมของแสง (ฟลักซ์แสงลดลงเพียง 5% ใน 1000 ชั่วโมง) |
| สารกึ่งตัวนำกำลัง | โมดูล IGBT, อุปกรณ์ SiC/GaN, ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ | เพิ่มประสิทธิภาพการแปลง 1.5%, ลดขนาดลง 20% |
| อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ | LiDAR, โมดูลกล้อง, การตรวจสอบแรงดันลมยาง | ผ่านการทดสอบช่วงอุณหภูมิกว้าง ISO16750-3 (-40℃~125℃) |
| การบรรจุขั้นสูง | การรวม 2.5D/3D, การเชื่อมต่อชิปกับซิลิคอนอินเตอร์โพเซอร์ | ลดการสูญเสียสัญญาณ, รองรับการส่งข้อมูล >5Gbps |
| ประเภท | ช่วงจุดหลอมเหลว (℃) | ตัวอย่างโลหะผสมหลัก | สถานการณ์และผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้ |
|---|---|---|---|
| โซลเดอร์เพสต์เงินสูงอุณหภูมิสูง | ~217 |
Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5
|
COB ทั่วไป, แถบไฟ, หลอด/เม็ดไฟ LED ดิจิทัล, เม็ดไฟ CSP/MIP, เซ็นเซอร์, เม็ดไฟ Flip-chip, บรรจุภัณฑ์ SiP ผลิตภัณฑ์: ES-1000, ES-1006, ES-1200
|
| โซลเดอร์ดีบุก-พลวงอุณหภูมิสูง | 270-280 |
Sn90/Sb10
|
Flip-chip ทั่วไป, IGBT, โมดูล SiC ผลิตภัณฑ์: ES-1100
|
IV. พารามิเตอร์สำคัญและคู่มือการเลือก
-
เกณฑ์การเลือก:
-
ความต้องการด้านความทนทานต่ออุณหภูมิ: สำหรับสถานการณ์อุณหภูมิสูง (>200℃) ให้เลือก
SnSb10(จุดหลอมเหลว 280℃); สำหรับชิปที่ไวต่อความร้อน ให้เลือกSnBiAgอุณหภูมิปานกลาง (จุดหลอมเหลว 138-183℃) -
ความต้องการด้านความแม่นยำ: สำหรับชิปขนาดเล็ก (<20mil) ควรเลือกใช้ผง
T7(2-12μm) เป็นอันดับแรก
-
ความต้องการด้านความทนทานต่ออุณหภูมิ: สำหรับสถานการณ์อุณหภูมิสูง (>200℃) ให้เลือก
-
การจัดเก็บและการใช้งาน:
-
ต้องเก็บในตู้เย็นที่อุณหภูมิ
2-10℃ปรับอุณหภูมิให้ถึงอุณหภูมิห้องเป็นเวลา 1 ชั่วโมงก่อนใช้งาน - แนะนำให้ใช้ให้หมดภายใน 48 ชั่วโมงหลังเปิดใช้งาน
-
ต้องเก็บในตู้เย็นที่อุณหภูมิ
สรุป
โซลเดอร์เพสต์สำหรับ Die Attach ด้วยการนำความร้อนระดับโลหะ ความสามารถในการบัดกรีที่แม่นยำ และความน่าเชื่อถือระดับอุตสาหกรรม ได้กลายเป็นวัสดุที่ปฏิวัติวงการสำหรับบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของมันยังคงผลักดันขีดจำกัดประสิทธิภาพของเซมิคอนดักเตอร์, เทคโนโลยีการแสดงผล และอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ เช่น การเพิ่มขึ้นของอัตราการผลิต Mini LED ในปริมาณมาก และการทะลวงข้อจำกัดของการระบายความร้อนในเซมิคอนดักเตอร์เจเนอเรชั่นที่สาม


