1、1Die Bonding材料技術資料材料技術資料台灣台灣信越信越矽光股份有限公司矽光股份有限公司2前前言言1信越信越 Silicone的的 LED用用 固晶膠是屬於固晶膠是屬於 絶縁絶縁 膠膠 。有有 銀銀 基板用的基板用的 半透明品半透明品 與與 金金 基板用的基板用的 白色品。 均以均以 LED長期長期信頼性、 打線的打線的 信頼性信頼性 以及高以及高 量産性量産性 為為 目的目的 所所 設計設計 開發的開發的 産産 品品 。2除了重視除了重視 信頼性、高温信頼性、高温 下打線的可能等下打線的可能等 、耐熱、耐 UV性性 也非常也非常 優優 越越 、所以所以 High Power Chip
2、也有可能使用也有可能使用 。硬化時硬化時 不會發生晶片的移動不會發生晶片的移動 、安定性優 越越 、也可對應晶片的也可對應晶片的 小型化。3付加反応硬化型付加反応硬化型 容易發生容易發生 硬化阻害現象。実際使用接着層厚硬化阻害現象。実際使用接着層厚 度度 （晶片與晶片與 基板基板 之之 間） 為為 数数 1 前後、非常薄的情況較薄的情況較 多、極微少触媒毒多、極微少触媒毒 就很容易造成就很容易造成 影響、 使用上須特別使用上須特別 注意。4晶片晶片 製造時製造時 所所 使用使用 的的 Dicing Sheet或轉或轉 搬送搬送 時時 使用使用 的的 Chip Sheet的的 粘着剤粘着剤 裡含
3、有裡含有 N、S化合物化合物 的情況的情況 多、 在使在使用用 Silicone固晶膠固晶膠 前前 必須加以確認有無必須加以確認有無 硬化阻害。 N、S化合物化合物 的的 種類種類 及及 含有量含有量 造成造成 触媒毒触媒毒 的的 毒性毒性 有所有所 差異、發生發生 硬化阻害影響少硬化阻害影響少 的的 場合場合 也有可能也有可能 。粘着剤 殘留在晶片上的殘留在晶片上的 量量 的多少也有可能的多少也有可能 渋渋 及及 硬化阻害硬化阻害 及及 接着強接着強度度 的的 影響。 是依據貼粘在是依據貼粘在 Chip Sheet後後 的的 温度、時間、 以及以及 Pin的的 形状形状 及速度及速度 等等
4、取出的不同有所不同取出的不同有所不同 。關於關於電鍍電鍍 液残渣（ Amine化合物系）化合物系） 及及 COB Type的的 Solder Resist、從從 硬化阻害観点硬化阻害観点 來看也必須要加以來看也必須要加以 検証。5Silicone固晶膠在固晶膠在 硬化時、一部硬化時、一部 分分 成分成分 會會 揮発揮発 後後 付着付着 在晶片與在晶片與 基板。 因此因此 、有可能會影響到打線有可能會影響到打線 、請先以請先以Argon Gas的的 Plasma加以加以 洗浄。 與與 銀銀 的情況不同的情況不同 、不會不會 産産 生生 硫化硫化 的的 金金 基板基板 場合場合 用用 大気圧大気圧
5、 Plasma洗浄洗浄 也也 有効。3使用上使用上的的注意注意 固晶膠為單固晶膠為單 液液 型型 付加硬化性材料、付加硬化性材料、 必須必須 冷蔵冷蔵 保存在保存在 10 以下。 冷蔵冷蔵 保存的保存的 材料材料 必須在必須在 室温室温 回溫回溫3時間時間 左右左右 、材料温度 回覆到回覆到 室温室温 状態状態 後再取出放後再取出放入入 Paste轉盤轉盤 。材料 在冷藏的在冷藏的 状態状態 下取出放入下取出放入 Paste轉盤的轉盤的 場合、材料材料 會會 吸湿、加熱硬化時熱硬化時 有可能會有發生氣有可能會有發生氣 泡泡 的可能性的可能性 。 取出放入取出放入 Paste轉盤前轉盤前 、請先
6、將保存請先將保存 容器容器 直接在離直接在離 心攪拌機等心攪拌機等 以以 10 20秒秒 左右加以左右加以攪拌。 此此 攪拌攪拌 動作是因為在保存時防止動作是因為在保存時防止 Filer的的 凝集 以及以及 Filer與與 Silicone成分成分 産産 生生相互作用、 進而防止在使用固晶膠時會有牽絲的進而防止在使用固晶膠時會有牽絲的 状況状況 。 將定將定 量量 的的 KER-3100-U2點在所要點在所要 接着接着 的地方的地方 、在晶片上輕輕的擠壓後再在晶片上輕輕的擠壓後再 加熱硬化。標準硬化条件標準硬化条件 為為 100 1小小 時時 150 2小小 時。 若若 周辺周辺 材料不會有所
7、材料不會有所 影響影響 的話的話 、高温短時間高温短時間 的的 硬化硬化 也可以也可以 。4一般品（絶縁性）一般品（絶縁性） KER-3100-U2：白色高白色高凝聚型凝聚型 KER-3000-M2：透明標準透明標準型型 X-32-2551：透明低粘度透明低粘度型型 KER-3200-T1：散散熱熱型型特殊品（導電性）特殊品（導電性） SMP-2800:銀銀膠膠(PI-SBase)5一般一般物性物性10.80.580.2熱傳導率熱傳導率 Thermal conductivity W/mKNA5204厚度厚度 Bond line thickness m3.2 10-5NANA1.0 1016體積
8、抵抗體積抵抗 Volume resistance cm90Butyl carbitolacetatePolyimide siliconeNANA5.64150 3h120灰色灰色 GraySMP-2800不揮發成分不揮發成分 Non volatile content %溶劑溶劑 Solvent類型類型 Binder polymer 熱阻熱阻 Thermal resistance mm2W/K 硬度硬度 Hardness Shore D比重比重 Specific gravity標準硬化條件標準硬化條件 Standard cure condition粘度粘度 Viscosity Pa s外觀外觀
9、Appearance 産産 品品 名稱名稱 Product Name白色白色 White白色白色 White透明透明 Translucent979799IsoparaffinIsoparaffinNon solventMethyl siliconeMethyl siliconeMethyl silicone8.135.714.87170562.542.041.13100 1h + 150 2h202040KER-3200-T1KER-3100-U2KER-3000-M26硬化前物性硬化前物性品名 Unit X-32-2551 KER-3000-M2 KER-3100-U21 硬化前概観（色）
10、目視 乳白色半透明 乳白色半透明 白色2 硬化前概観（性状） 目視 Paste Paste Paste3 粘度（BH型粘度計） 25/Pa 18 40 204 粘度（E型粘度計1rpm） 25/Pa 39 20.55 粘度（E型粘度計10rpm） 25/Pa 21.2 16.56 粘度（E型年時計20rpm） 25/Pa 18.9 15.47 揺変度（1rpm/20rpm） 2.06 1.338 Silicone Base 折射率 1.42 1.42 1.429溶剤 - - IsoparaffinStamping用 Paste轉盤Die Share接著強度測定器7硬化後物性硬化後物性品名 X-
11、32-2551 KER-3000-M2 KER-3100-U21 硬度 Shore D 54 56 712 密度 25g/cm31.15 1.15 2.043 彎曲弾性率 MPa 180 270 9404 剪断接着力（Al/Al)MPa 3.8 3.9 3.85 接著強度（Si Chip/Ag基板） g 2300 2500 20406 熱膨張係数（-30以上) ppm 220 220 1307 体積抵抗率 Tm 100 128 絶縁破壊強度 V/mm 25 25 219 熱伝導率 W/mK 0.2 0.2 0.5810 吸水率（85/85RH/24h） 0.1 0.1 0.1以下11 水蒸気透
12、過度（膜厚0.93mm） g/m2日 2212 難燃性（0.8mm2mm厚） HB相当 HB相当 V-1相当13 揮発分5 5 314硬化条件：1502小時上表第6項為 1001小時1502小時接着面積5mm25mm、厚度0.1mm在Aluminum盤上點約20mg、以1001小時1502小時硬化的重量変率玻璃転移点：Methyl系Silicone約-120、-40 付近為脆化点8Paste轉盤上試験KER-3100-U2粘度變化05101520253035404510203040上放置時間（ H）粘度（Pa)1rpm10rpm20rpmStamping用用Paste轉盤轉盤1 rpm / 2
13、0 rpm1 rpm / 10 rpm20 rpm10 rpm1 rpm1.281.261.261.261.261.251.28搖變度搖變度1.3822.424.731.012hr1.3419.120.325.54hr1.3319.620.826.02hr1.4727.231.240.030hr轉速轉速36.028.524.01.371.351.3826.321.117.428.522.618.024hr8hr初期初期Squeegee条件： 23 /60 RH 6轉數 /分厚度 1mmSqueegee条件：条件： 23 /60 RH 6轉數轉數 /分厚分厚 度度 1mm依上表、 8 12小時後
14、粘度開始上昇。但是、揺変度並沒有変化、添加的溶剤揮發是造成増粘的主要原因。溶剤的揮発 (Aluminum Plate上放置 )24小時 /23： 0.5 依依 上上 表表 、 8 12小小 時後粘度時後粘度 開始開始 上昇。上昇。 但是但是 、揺変度、揺変度 並並沒有沒有 変化、添加変化、添加 的的 溶剤溶剤 揮發是造成揮發是造成 増粘増粘 的的 主主 要要 原因。原因。 溶剤溶剤 的的 揮発揮発 (AluminumAluminum Plate上放置上放置 )24小小 時時 /23 ： 0.59Paste轉盤上試験KER-3100-U2粘度變化保存保存 /攪拌攪拌攪拌棒攪拌棒cup攪拌棒攪拌棒
15、1.381.2918.820.126.0cupSyringe30hr30hr30hr1 rpm / 20 rpm1 rpm / 10 rpm20 rpm10 rpm1 rpm1.251.451.281.281.28搖變度搖變度1.3517.418.923.51.3627.929.738.01.4727.231.240.0轉速轉速30.524.01.531.3820.017.421.118.0初期初期 為為 Paste轉盤轉盤 30小小 時時 持續持續 回転結果回転結果 依據依據 的的 結果、結果、 30小小 時回転時回転 Squeegee後後 、白、白 色色 Paste材料材料 已充分持續已充
16、分持續 攪拌、攪拌、 即使以扁舌棒即使以扁舌棒 再攪拌、再攪拌、揺変度揺変度 也幾乎沒有什麼也幾乎沒有什麼 変化。変化。 試驗為試驗為 、 將約將約 10g（ 5） 的量放入塑膠杯中的量放入塑膠杯中 （ 100ml） 不加蓋不加蓋 放置放置 的試驗的試驗（表面：直径（表面：直径 4cm円、材料深約円、材料深約 5mm 杯杯 深深 8cm）依據依據 結果、結果、 若不若不 攪拌攪拌 的話的話 、擬似架橋、擬似架橋 會會 進進 行行 、揺変度、揺変度 會會 上昇上昇另外另外 、 若是若是 溶剤溶剤 只從不只從不 動表面揮発動表面揮発 的的 場合、場合、 幾乎沒有幾乎沒有 粘度変化。粘度変化。 依據
17、依據 的的 結果、結果、 沒有經過沒有經過 Squeegee的話的話 , 材料粘度材料粘度 幾乎沒有幾乎沒有 変化。変化。依據依據 的的 結果、結果、 在在 室温室温 放置放置 30小小 時、時、 也沒有也沒有 粘度変化。粘度変化。10Paste轉盤上試験KER-3000-U2粘度變化Stamping用用Paste轉盤轉盤Squeegee条件： 23 /60 RH 6轉數 /分厚度 1mmSqueegee条件：条件： 23 /60 RH 6轉數轉數 /分厚分厚 度度 1mm依上表、 KER-3000-M2在密閉下室温放置 5天後幾乎沒有粘度変化此次粘度的上昇是因為 Squeegee的效果 依依
18、 上上 表表 、 KER-3000-M2在在 密閉下室温放置密閉下室温放置 5天後幾乎天後幾乎沒有沒有 粘度変化粘度変化 此次粘度的上昇是因為此次粘度的上昇是因為 SqueegeeSqueegee的效果的效果1.741.5726.129.445.550hr1 rpm / 20 rpm1 rpm / 10 rpm20 rpm10 rpm1 rpm1.491.621.681.651.721.771.84搖變度搖變度1.8620.923.239.012hr1.9119.922.138.04hr1.9818.921.237.52hr1.9328.036.254.099hr轉速轉速40.536.039.
19、01.791.842.0622.619.518.925.021.821.224hr8hr初期初期01020304050600 20 40 60 80 100 120上放置時間（ hrs)粘度（Pa.s）1rpm10rpm20rpm11DSC測定結果測定結果M2/U212TMA測定結果測定結果KER-3100-U213打線安定性打線安定性鍍鍍銀板銀板上滴入上滴入g左右的左右的Die Bonding材材、以以60的的傾傾斜角度放入斜角度放入150乾乾燥機中燥機中、使其硬化、使其硬化。KER-3000-M2 耐熱変色性、耐性耐熱変色性、耐性佳佳不只是藍光、不只是藍光、紫外紫外的的LED也可也可使用使
20、用 在在広広範囲範囲温度温度内内接着強度接着強度不會有不會有変化変化 能抑制能抑制加熱時流動、加熱時流動、位置精度安定性位置精度安定性佳佳打線時的穏定性打線時的穏定性141.0E+071.0E+081.0E+091.0E+10-50 0 50 100 150 200 250温度（ ）E（Pa00.10.20.30.40.50.60.70.80.91tanEtanDKER-3100-U2之DMA測定結果広範圍的温度領域下保持安定物性15Die Share接著強度接著強度 測定器測定器KER-3000-M2熱時Die Share強度広範圍的温度領域下接着強度無変化05001000150020002
21、500300035004000Die share 強度（g）Max 3390 3160 2700 3020Min 1900 1810 1600 1020Ave 2490 2640 2050 205024 100 150 200 使用使用 1mm角的角的silicone die 使用上図的儀器使用上図的儀器測定測定 室室 温、温、 100 、150 、 200 之強度之強度16接着耐久試験接着耐久試験0500100015002000250030003500初期 150100時間85/85RH100時間-40100100接着力（g）KER-3000-M 2KER-3100-U2被着体：被着体： S
22、i Wafer/電鍍電鍍 銀銀硬化条件：硬化条件： 100 /1小小 時時 150 /2小小 時時初期初期150 100小小 時時 85 /85 RH100小小 時時-40 120120 100100 Cycle KER-31003100-U2為為 -40 10010017Die Bond膠用的膠用的Silicone Polymer耐熱耐熱變色變色試験試験7075808590951000 2000 4000 6000 8000 10000 12000時間光透過率（）400nm 光500nm 光600nm 光15018銀膠與白膠之反射率比較銀膠與白膠之反射率比較-1.7-1.7-1.75.05.
23、05.1b-0.6-0.6-0.669.770.471.1L客戸客戸 提供提供 品品-2.8-2.8-2.7b78.578.678.9LKER-3100-U2N=3N=2N=1品名品名817880客戸客戸 提供提供 品品888787KER-3100-U2N=3N=2N=1品名品名測試方法測試方法 ： 將材料夾在光滑玻璃片裡將材料夾在光滑玻璃片裡 ,四周用夾子固定四周用夾子固定 15分鐘放置分鐘放置 。 以以 150 1hr進行硬化進行硬化 將做成的樣品以色彩色差計及光澤度計進行測定將做成的樣品以色彩色差計及光澤度計進行測定 。色彩色彩 色差測定結果色差測定結果光光 沢度測定結果沢度測定結果由結
24、果可確認由結果可確認KER-3100-U2較銀膠有較銀膠有良好良好的的反射率。反射率。使用使用 KONICAMINOLTA製製 CR-400使用使用 HORIBA製製 IG-310単位：単位：Methyl silicone100 1hr+150 2hr3.435.7熱熱 阻阻 mm2W/K1.50.6熱伝導率熱伝導率-（ Epoxy）5（ 1 10-3未満）未満）（ 3.3-3.8）-150C/30min以上以上（ 20-60）灰灰客戸客戸 提供提供 品品-体積体積 抵抗率抵抗率 cm97Isoparaffin202.047020白白KER-3100-U2接接 着厚着厚 度度 m溶剤溶剤成分成
25、分不揮発分不揮発分 %密度密度硬硬 度度 Shore D硬化条件硬化条件粘度粘度 Pa s外観外観製品名製品名( )内内 為為 Catalog値値19製品中製品中Ion性不純物分析結果性不純物分析結果水抽出条件：水抽出条件： 將樣品將樣品 /甲苯以甲苯以 1/1取取 量、量、 搖晃振動加以搖晃振動加以 溶解。溶解。 再將再將 Ion交換水交換水 以以樣品樣品 /水水 1/1加以加以 添加、室温添加、室温 2小小 時間時間 搖晃振動搖晃振動 抽出。抽出。0.2 0.2 水溶性水溶性 NH3ppm5.00.2 水溶性水溶性 K ppm0.2 0.2 水溶性水溶性 Fe ppm0.2 0.2 水溶性
26、水溶性 Ca ppm0.21.01.85.927KER-3100-U2水溶性水溶性 SO4ppm水溶性水溶性 Cl ppm水溶性水溶性 Na ppm水抽出水抽出 Ph Blank = 5.5水抽出水抽出 EC S/cm0.2 0.2 0.2 5.23KER-3000-M220硬化阻害硬化阻害(觸媒毒觸媒毒) 因為固晶膠的使用力極少因為固晶膠的使用力極少 、 對於原本就對觸媒毒很敏感的對於原本就對觸媒毒很敏感的 Silicone材料材料 特點來特點來 説説 、必須在使用上要比必須在使用上要比 一般一般 Silicone材料材料 更加以注意更加以注意 。 因為因為 1Peace左右小左右小 使用量
27、、含有使用量、含有 的的 白金触媒白金触媒 的的 量量 很少很少 、触媒毒、触媒毒 的的 影響状況影響状況 會比會比較大較大 。 一般一般 比較會發生的為比較會發生的為 金金 與與 銀銀 電鍍電鍍 及及 沾粘在晶片上的沾粘在晶片上的 Chip Sheet及及 Dicing Sheet所使用的所使用的 粘着材成分粘着材成分 。 COB等的等的 基板基板 所所 使用使用 的的 Solder Resist所所 産生産生 的的 Out Gas成分成分 。 對於對於 Silicone材料材料 在固晶及封裝上為重要的要素在固晶及封裝上為重要的要素 。 一般在一般在 Epoxy的使用上並不會發生的的使用上並
28、不會發生的 問題、問題、 但對於但對於 微少硬化阻害微少硬化阻害 就會造成就會造成 接着接着性性 及及 物性物性 影響的影響的 Silicone材料材料 來來 説説 、 必須要加以必須要加以 詳細詳細 的的 検討検討 與確認與確認 。21硬化阻害硬化阻害的驗的驗証方法証方法LED用用 的的 Silicone具有優越的具有優越的 接着力。接着力。 但是但是 、 若發生若發生 硬化阻害、硬化阻害、 首先會影響的第一首先會影響的第一現象就是現象就是 接着力接着力 的降低的降低 。 這是以前使用這是以前使用 Epoxy時並不需要加以注意的現象時並不需要加以注意的現象 。因此因此 、 第一次的評估中若有
29、第一次的評估中若有 剥離等剥離等 的的 接着性接着性 不好的不好的 結果結果 時時 、 就必須要懷疑是否有就必須要懷疑是否有發生發生 硬化阻害硬化阻害 現象現象 。 驗驗 証証 的的 方法方法 請依下面請依下面 2点点 進行進行 。 1 比比 通常通常 推薦推薦 硬化温度硬化温度 高的高的 温度温度 、 約約 200 前後前後 的的 温度温度 再加以進行再加以進行 熱処理。熱処理。 2 請以請以 Argon Gas的的 Plasma洗浄洗浄 或是酒精等的或是酒精等的 溶剤溶剤 以以 超音波洗浄。超音波洗浄。之之 後後 再進行點膠再進行點膠 、 與第一次與第一次 評価評価 再作再作 比較。比較。若有相當的若有相當的 差差 異的話異的話 、 就表示受到就表示受到 微弱微弱 的觸媒毒的觸媒毒 。電鍍的電鍍的 変更変更 及及 Package的的 洗浄洗浄 等等 、 請務必請務必 検検 討相關的因應討相關的因應 対策。対策。
