PCB에 반도체 본딩

반도체 샘플 (Si 및 Ge) 영역 ~ 1-2cm ^ 2를 유리 섬유 인쇄 회로 기판 (PCB)에 접착하려고합니다. 다른 용도로는 West 시스템 해양 에폭시를 사용합니다. 105 수지 209 경화제 (경화 시간이 길다.) 그래서 제가 사용한 것입니다. (표준 비율로 혼합)

전기 절연을 위해 제어 된 두께를 원했습니다. 그래서 에폭시에 필러를 추가하려고했습니다. 유리 비드 (9.8 mil. 일종의 두꺼운 IMO, 표면에 뿌려 짐) 알루미나 산화물, 240 그릿. (약 1 중량 %의 Al2O3 내지 2 중량 부의 에폭시). 모든 샘플 (그러나 하나의 Ge)은 오래된 Si 웨이퍼 조각으로부터 나온 것이다. 샘플 및 pcb를 아세톤으로 세정하고 면봉 도포기로 세정 하였다. 에폭시 혼합. 적용하고 샘플을 제자리에 밀어 넣습니다.

그리고 24 시간 동안 경화되도록 하였다.

그런 다음 액체 질소 (LN2)에 덩크했습니다. 몇 번의 덩크 후에 실내 공기가 따뜻해지면서 Al2O3 필러로 접착 된 샘플이 떨어졌습니다.

더 많이 dunking 한 후, 원시 에폭시와 비드로 고정 된 샘플이 떨어졌습니다. 열총으로 더 빨리 데우는 것도 포함 된 몇 가지 고문. 그리고 Ge 샘플 이외의 모든 것을 잃었습니다.

마지막 남용으로 Ge 샘플을 LN2에서 가져와 여러 차례 따뜻한 물 컵에 넣었습니다. 첨부 된 상태로 유지되었습니다.

모든 결합은 Si 계면에서 실패하고 에폭시는 PCB에 부착 된 상태로 유지되었다 (유리 비드를 제외하고 어디에서나 실패 함).

무슨 일이야?

저의 첫 번째 생각은 열팽창 계수 (CTE)에 관한 것이 었습니다. 여기 일부 값에 대한 링크가 있습니다 . Si는 매우 낮습니다.
pcb는 ~ 12-14 ppm입니다.

그런 다음 청소에 대해 생각했습니다. 오래된 Si 샘플에는 모든 종류의 손 그리스가있을 수 있습니다.

마지막 차이점은 Si 샘플이 양면에서 연마되고 Ge는 상단에만 있고 하단은 거칠다는 것입니다.

와우, 그것은 긴 질문이었습니다. (죄송합니다)
오늘 그 질문에 답하기 위해 새로운 샘플 배치를 만들었습니다. 그들은 주말에 치료할 것입니다.

다른 에폭시가 필요한지 궁금합니다. 서쪽 105는 다소 유연합니다.
그것이 좋은지 나쁜지 모르겠습니다.

electrical-engineering joining epoxy

— 조지 헤롤드
소스

나는 표면 보드와의 접착에 대해 잘 모르지만 West 105가 올바르게 혼합되면 유연하게 유지해서는 안됩니다. 계량 또는 혼합 시스템에 문제가있을 수 있습니까? 구성 요소를 올바른 비율로 혼합해야합니다. 과거에는 민감한 스케일을 사용하여 각 구성 요소의 사용량을 측정했습니다.

— Ethan48

@ Ethan48, pliable이 너무 강하다고 생각합니다. 이 에폭시는 내가 과거에 사용한 다른 것보다 약간 부드러워 보입니다. 구성 요소에 가중치를 부여하기 위해 멋진 스케일 (0.01g 해상도)을 사용했습니다.

— George Herold

특별히 "다이 어 태치"에폭시로 판매되는 에폭시가 있습니다. 일부는 전도성이지만 일부는 그렇지 않습니다. 반면에 필러를 추가하면 얼마나 강력할지는 모르겠습니다. Abelstik, Epotek 및 Masterbond는 이러한 제품의 이름입니다.

— 광자

@ThePhoton, 오늘 Masterbond에게 이메일을 보냈습니다. (그들은 약간의 협박, ~ 100 개의 서로 다른 에폭시를 가져야한다.) 나는 깨끗한 Si 웨이퍼와 함께 운이 좋았다. 웨이퍼의 연마면이 모든 것에 붙어 있었고, 닦지 않은면은 알루미늄 슬래브에서 떨어졌습니다. 나는 통제 된 두께를 만드는 운이 없었다. (Ge 제외) 사이에 에폭시가있는 샘플의 각 끝에 두 조각의 kapton 테이프 (2 mil)를 배치했습니다. 테이프 / 에폭시 라인에서 샘플에 금이갔습니다. 에폭시와 동일한 CTE를 가진 테이프가 필요합니다.

— George Herold

전기 절연을 제공하기 위해 에폭시가 정말로 필요합니까? 대부분의 다이 어 태치 에폭시는 매우 얇은 본드 라인과 함께 사용하기위한 것이기 때문입니다. 칩이 놓인 패드가 전기적으로 연결되지 않도록 PCB를 수정할 수 있습니까? PCB와 칩 사이에 알루미나 (또는 다른 절연 재료) 스페이서를 추가 할 수 있습니까?

— 광자

답변:

희망적으로 도움이되는 몇 가지 사항 :

차등 열 수축은 거의 확실하게 당신의 적입니다. 대부분의 엔지니어링 재료에서 대부분의 열 수축은 작업중인 두 온도 인 300 ~ 77K 사이에서 발생합니다. PCB는 PCB에 부착 된 것보다 훨씬 더 많이 줄어들고 에폭시를 크랙합니다 (일반 수지 에폭시는 극저온 환경에서 크랙으로 악명 높음).
나는 9-5의 극저온 물질로 작업하고 거의 모든 것에 대해 "GE 광택제"를 사용합니다. IM7031 광택이라고도합니다. 에탄올 / 톨루엔 혼합물로 얇아지고 구워 건조 될 수 있습니다. 극저온 환경에서 갈라지지 않는 경향이 있습니다. 치료법없이 잘 유지됩니다.
보다 영구적 인 또 다른 옵션은 Stycast이며 다른 열 특성에 따라 다른 풍미가 있습니다. LESS 영구 옵션을 원하면 Apiezon N 또는 H 그리스가 잘 작동합니다. H 그리스는 더 두껍습니다 (중량이 ~ 10 mg이 아닌 ~ 1g 인 큰 샘플이있는 경우 필요할 수 있음). 둘 다 저온에서 유리 전이를 겪고 전기 절연 및 열 접촉을 제공하면서 단단히 고정시킵니다.
간헐적 인 전기 접촉이 염려 될 경우, 언급 한 모든 "goos"에 의해 담배 종이가 젖을 수 있으며 우발적 인 접촉이 없는지 확인합니다. 두 샘플 사이에 레이어를 놓습니다.
극저온 기술에 대한 좋은 범용 참조는 Jack Ekin의 저서 인 저온 측정 실험 방법입니다.

— 스파르타쿠스
소스

내 문제 의이 부분은 다른 사람으로 옮겨졌습니다. 그러나 Jack Ekin의 텍스트를 참조 해 주셔서 감사합니다. 좋은 저온 도서는 거의 없습니다. GK Whites "LT 물리학의 실험 기술", 나는 영원히 (졸업생 이후 잘 지내고있다.) 나는 담배 종이에 대해 생각하지 않았다. 나는 테플론 테이프를 샘플의 끝 아래에 놓고 에폭시 처리 한 다음 테이프를 제거하여 ... 어쩌면 모든 열 변형을 차지하는 얇은 에폭시 층 만 사용하여 작동하게했습니다.

— George Herold

나는 아마도 당신이 찾고있는 것에 MasterBond EP21TCHT-1을 사용하려고 시도 할 것이라고 생각합니다. 재료를 접착하기 어려운 성능이 뛰어나고 마이너스 온도에서 450 ° F (4 ° K)에서 +까지 극한 온도에서도 우수합니다. 400 ° F. 표면은 얼룩이 없어야하며, 그리스가없고 완벽하게 접착되도록 약간 거칠어 야합니다.

— 존 W
소스

특히 에폭시와 기판의 열팽창 률이 다른 경우 경화시 비교적 유연하게 유지되는 에폭시를 찾고 있다는 데 동의합니다.

아직 그렇게하지 않았다면 "언더필"에폭시를 검색하는 것이 좋습니다. 법안에 맞는 록타이트 및 마스터 본드 제품이 몇 가지 있습니다. 이들은 일반적으로 적용 중에 매우 잘 흐르고, 구조 안정성이 우수하고 (확장 / 수축되지 않음) 솔더 리플 로우 온도 (~ 250C)를 견뎌내고 경화시 유연성을 유지합니다. 찾고있는 극저온 특성이 만족스럽지 않을 수 있습니다.

— 괴짜
소스