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工艺

优点缺点

超声键合

(1)键合时间短

(2)局部渐热,不易引起器件整体结构变形

(3)键合过程无需中间介质

(4)键合强度较高且能适用于大多数热塑性聚合物

焊线设计较复杂,需开模具验证

热压键合

(1)键合过程无需中间介质,芯片上下材质一致;

(2)键合强度较高且能适用于大多数热塑性聚合物。

(1)如果键合参数调整不当,会使微流道发生严重变形或者破坏微结构,甚至发生流道堵塞。

(2)键合时间相对较长。

激光键合

无需模具;常温封接。

热变形和热损伤,参数控制。

贴膜封接

(1)成本低,工艺简单;

(2)常温工艺,芯片不变形

(3)可灵活采用多种材料。

粘合层为硅胶材料,需考虑流道液体的兼容性。

塑料超声键合适用于热塑性聚合物材料PMMA、COC、PP、PC等的连接,塑料超声焊接技术实现快速、无介质键合,解决了批量制造中的键合问题。

但是超声焊接中焊线设计较复杂,需要较强的设计经验和多轮模具验证。

 

 

 

热压键合将带有微流道的基片和盖片对齐,放置在键合机的压板上,在一定的温度和压力条件下,接触面的聚合物分子重连,从而实现芯片键合。键合过程无需中间介质,芯片上下材质一致;键合强度较高且能适用于大多数热塑性聚合物。

 

 

热压键合原理示意图

激光键合具有局部高温加热而整体低温的特性,激光能量可以通过光学系统聚焦成直径几到几十微米的光斑或通过掩膜控制达到键合面的光束尺寸,且可以通过控制激光功率和施加能量的时间在两材料界面间形成薄而微小的热影响键合区域通过激光功率密度的精确控制技术、计算机自动控制技术和温度在线检测技术,可以实现高速非接触、低污染和高可靠性的键合封装。

激光键合样片

 

贴膜封接采用薄膜贴合在基片上结合含光独有的压合对准模具,可以快速批量生产。贴膜封接具有成本低,工艺简单,常温工艺,芯片不变形等优点,可灵活选择多种封接材料。薄膜的粘合层为硅胶成分,在芯片的设计使用中需要考虑流道液体的兼容性。

贴膜封接的样品