DAF膠膜,全稱芯片粘接薄膜(Die Attach Film),又稱固晶膜或晶片黏結薄膜,是半導體封裝中的關鍵
材料,用于實現芯片(Die)與基板(Substrate)或框架(Lead Frame)之間的高性能、高可靠性連接。
這種連接直接決定了器件的機械強度、導熱性能和長期可靠性。
在芯片粘接技術體系中,DAF屬于粘接法中的先進形式。粘接法主要使用高分子樹脂(如環氧樹脂)作為
粘接劑,包含流體狀的固晶膠(DAP)或銀漿(Ag epoxy)通過點膠工藝施加,適用于傳統封裝,以及固
態薄膜狀的DAF。DAF以其更高的工藝精度和一致性,尤其在超薄芯片封裝中展現出顯著優勢。相比之下,
焊接法雖導電導熱性優異,但高溫可能帶來熱應力損傷;低溫封接玻璃法則工藝復雜、成本高,應用較少。
DAF的核心優勢:
優異的粘接強度;
良好的導熱性(尤其含高導熱樹脂層時);
精細的膨脹系數控制(CTE Control);
更高的工藝精度與一致性(相比點膠);
簡化工藝流程(集成背磨減薄與晶粒粘合);
更高的封裝可靠性;
這些特性使其成為存儲芯片(Memory)、先進封裝(如Fan-Out, 3D IC)以及小型化/薄型化芯片封裝的
理想選擇。
圖片引自公眾號:Globalbrains
DAF的關鍵功能主要體現在兩個方面:首先是切割固定功能。在晶圓切割(Dicing)前,DAF被貼附于晶
圓背面。進行切割時,DAF與晶圓一同被切割分離,確保切割后的芯片(晶粒)仍牢固粘貼在m膜上,有
效防止芯片散亂。其次是芯片粘接功能,切割完成后,將帶有DAF的芯片吸附取下并放置到基板或框架上,
通過加熱加壓使DAF軟化熔融并固化,從而實現芯片與基板的永久性粘接。
圖片引自公眾號:Globalbrains
其典型層狀結構通常包含:與芯片背面粘接并提供保護的第一膠面;作為核心功能層、提供粘接力、導熱
性及CTE控制的高導熱樹脂層;提供機械支撐、填充和保護線路作用的中間層或支撐層(具體結構因產品而
異);以及與基板粘接的第二膠面。需要注意的是,標準DAF通常為絕緣體,部分特殊類型的導電DAF可能
在第二膠面包含銅金屬化鍍層以增強導電性。
DAF特別適用于半切割工藝(Dicing Before Grinding, DBG)或隱形切割工藝(Stealth Dicing Before
Grinding ,SDBG),是實現超薄晶粒(厚度<100μm,甚至<50μm)減薄的關鍵支撐材料。
圖片引自公眾號:Globalbrains
DAF的制造工藝主要包括:
原材料準備: 精選高純度樹脂(環氧為主)、導熱填料、助劑等;
混合涂布: 按配方混合,均勻涂布在基材(如離型膜)上;
干燥固化: 精確控制溫度時間,去除溶劑/水分,實現部分固化(B-Stage);
切割/分條: 將大片薄膜切割成符合晶圓尺寸要求的卷材或片材;
整個制造過程的關鍵控制點在于涂布均勻性、干燥溫度曲線、厚度精度、切割尺寸精度以及原材料質量;
圖片引自公眾號:Globalbrains
在關鍵工藝控制要點上,DAF貼附晶圓(Wafer Lamination)技術相對成熟,借鑒了Dicing tape貼附經驗,
通常問題較少。真正的難點在于芯片貼裝時的氣泡控制(Die Bond Void Control),尤其在大尺寸芯片貼
裝時,容易在DAF與芯片或基板界面產生空洞(Void),嚴重影響導熱和粘接可靠性。
主要對策包括:
保壓處理(Pressure Oven): 貼片后,在加熱條件下施加一定壓力并保持適當時間。原理可能是熔融
態DAF在壓力下將氣泡擠出,接著施加高壓使小氣泡溶解/均勻分散于DAF中。
真空脫泡(Vacuum Debubbling): 使用真空設備(真空烤箱)在特定工藝階段(如貼片前或貼片后
固化前)去除材料內部和界面氣體。
此外,模壓后正壓處理(Post-Molding Pressure Treatment)也是一種重要手段,即在塑封(Molding)
后進行加壓處理,使芯片、DAF、基板和塑封料各層材料接觸更緊密,消除可能因模塑收縮產生的微間隙,
從而提高界面結合強度。
圖片引自公眾號:Globalbrains
根據新思界產業研究中心發布的《2024-2028年中國固晶膜(DAF膜)市場行情監測及未來發展前景研究報
告》顯示,全球DAF市場的主要供應商包括昭和電工材料(Showa Denko Materials)、韓國AMC、漢高
(Henkel Adhesives)、LG化學、古河電工(Furukawa)、日東電工(Nitto Denko)、日本富士星
(Fujifilm),以及中國的德邦科技、蘇州凡賽特材料等。當前競爭格局顯示,日本企業在DAF膜的技術研發、
生產制造和商業化方面整體處于全球領先地位。