Wie wird silikonbasiertes Haftklebemittel in der Halbleiterindustrie verwendet?

Die Halbleiterindustrie ist der Eckpfeiler der modernen Fertigung und unterstützt nahezu alle zeitgenössischen Hochtechnologiebranchen wie Informationstechnologie, intelligente Systeme, Elektrofahrzeuge, das Internet der Dinge und künstliche Intelligenz. In den Bereichen Halbleiterfertigung und -verpackung sind zuverlässige, hochleistungsfähige Kleb-, Verpackungs- und Schutzmaterialien von entscheidender Bedeutung. Da das Chipdesign sich weiterhin in Richtung Miniaturisierung, hoher Integration und Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungen entwickelt, unterliegen auch die in Prozessen wie Chipschutz, temporärer Fixierung und Transfer verwendeten Klebstoffmaterialien zunehmend strengeren Leistungsstandards. Wie werden Silikondruckklebstoffe in der Halbleiterindustrie eingesetzt?

Als spezialisiertes Klebstoffmaterial finden Silikondruckklebstoffe aufgrund ihrer einzigartigen Molekularstruktur und physikalisch-chemischen Eigenschaften zunehmend breitere Anwendung in der Halbleiterverpackung, -prüfung, temporären Klebung, Lithographieprozessen und hochwertiger elektronischer Montage. Dieser Artikel erläutert detailliert den Kernwert von Silikondruckklebstoffen in der Halbleiterindustrie und hilft damit relevanten Unternehmen oder F&E-Teams, fundierte Entscheidungen zu treffen.

Es gibt sechs Aspekte bei der Einführung von Silikon-PSA:

• Was ist die Definition von Silikondruckklebstoff?
• Was sind die Anforderungen an den Silikondruckklebstoff?
• Was sind die Anwendungsbereiche von Silikondruckklebstoffen?
• Was sind die Vorteile von Silikondruckklebstoffen?
• Was sind die Markttrends für Silikondruckklebstoffe?
• Wie wählt man einen Silikondruckklebstoff aus?

1. Was ist die Definition von Silikondruckklebstoff?

Silikondruckklebstoff ist eine Art Polymerwerkstoff auf Basis einer Polysiloxan-Rückgratstruktur (d.h. Si-O-Si-Bindungen), kombiniert mit geeigneten organischen Funktionsgruppen (wie Methyl-, Phenyl-, Vinyl- etc.). Diese Art von Klebstoff erfordert kein Erhitzen oder Lösungsmittelverdunstung; er kann mit leichtem Druck sofort geklebt und wieder abgezogen werden. Er bildet einen robusten, fixierten Zustand und ermöglicht gleichzeitig das nachträgliche Ablösen und Repositionieren.

Das einzigartige Strukturdesign von Silikondruckklebstoffen ermöglicht es ihnen, unter extremen Temperaturen, Feuchtigkeit, chemischer Beständigkeit oder hohen Reinheitsanforderungen eine Haftung und Widerstandsfähigkeit zu zeigen, die die von traditionellen Acryl-, Kautschuk- und anderen konventionellen Druckklebstoffen bei weitem übertrifft. Sie können je nach Halbleitersubstrat und Prozess für geringe Klebrigkeit oder starke Haftung formuliert werden.

Seit der Entwicklung von Silikonharzen in den 1960er Jahren haben sich ihre Anwendungen vom allgemeinen industriellen Kleben auf fortschrittliche Fertigungsbereiche wie Luft- und Raumfahrt, Elektronik, Automobil, Gesundheitswesen und Halbleiter ausgeweitet. Im Vergleich zu Acryldruckklebstoffen (Acrylic PSA) und kautschukbasiertem PSA basiert die Entwicklung von Silikon-PSA stärker auf hochreinen Silikonmonomeren, präziser Molekulargewichtskontrolle, fortschrittlichen Polymerisations- und Mischgeräten sowie einem tiefen Verständnis für nachgelagerte raue Umgebungen und eine Vielzahl extremer Anwendungsanforderungen.

2. Was sind die Anforderungen an den Silikondruckklebstoff?

Mit dem Fortschreiten des Moore'schen Gesetzes nimmt die Chipintegration weiter zu, wodurch Mikro- und Nanometer-Verpackungstechnologien zunehmend zum Mainstream werden. Neue Verfahren wie High-Density Packaging (HDP), System-in-Package (SiP), Flip-Chip und Wafer-Level-Packaging (WLP) werden allmählich weit verbreitet. Gleichzeitig weiten sich die Halbleiteranwendungen von IT, Kommunikation und Unterhaltungselektronik auf hochzuverlässige Bereiche wie Luft- und Raumfahrt, Automobilelektronik, Hochgeschwindigkeitsrechnen, Big Data, 5G/6G RF und Verteidigung aus.

(1) Äußerst niedriger Metall-/anorganischer Verunreinigungs-Hintergrund, um Ionenwanderung und Kontamination zu verhindern

(2) Hohe Reinheit und geringes Ausgasen, um Rückstandsverdampfung während extremer Temperaturen und Hochtemperaturprozesse zu vermeiden

(3) Breiter Arbeitstemperaturbereich mit Beständigkeit bei hohen und niedrigen Temperaturen (-55°°C bis 300°C)

(4) Hohe Isolierung und Stabilität, verhindert Kurzschlüsse oder Stromlecks

(5) Kontrollierbare Abziehbarkeit und Wiederanhaftung (Haftklebung), erleichtert temporäre Chipfixierung und Prozessübertragung

(6) Einhaltung von Umwelt- und Sicherheitsvorschriften wie RoHS und REACH

XJY-301 Silikon-Haftklebstoffe

Es wird aus der spezifischen Struktur von Silikonharz und hochmolekularem Polydimethylsiloxan in Kombination mit organischem Klebstoff hergestellt, was für bestimmte Einsatzbedingungen geeignet ist.

Im Vergleich zu Naturkautschuk zeichnet es sich durch Hitzebeständigkeit, hohe Stabilität, gute elektrische Isolierung, gute Transparenz, hohe Haftfestigkeit beim Abziehen und chemische Beständigkeit usw. aus. Es findet in einer breiten Palette von Anwendungen in der industriellen Produktverarbeitung, Elektronikverarbeitung, optischen Materialien, Gesundheitswesen sowie in Glimmerbändern, Klebebändern, Schutzfolien und anderen Bereichen Verwendung.

3. Was sind die Anwendungsbereiche von Silikondruckklebstoffen?

Silikon-Haftklebstoffe bieten der Halbleiterindustrie folgende kritische Dienstleistungen:

（1）Temporäre Bonding- und Klebeprozesse während der Waferverarbeitung

Während hochintensiver Verarbeitungsschritte wie Waferdünnung, Schleifen, Ätzen und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) benötigen empfindliche Wafer temporäre Fixierung oder Bonding. In dieser Phase wird Silikon-PSA mit seiner hohen Reinheit, Hitzebeständigkeit, niedrigen Rückständen und leichten Abziehbarkeit häufig als temporäres Bonding-Klebeband verwendet, um die Unversehrtheit und Stabilität des Wafers während der Rückseitenbearbeitung zu gewährleisten. Der Klebstoff wird häufig auf Folien aufgetragen, um präzise Schutzfolien zu bilden, die Wafer vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen schützen.

（2）Schutz und temporäre Fixierung in der Chippackung

Während der Verpackung integrierter Schaltkreise wie CPUs, GPUs und Speicherchips (einschließlich traditioneller DIP, SOP, QFN, BGA, FC und anderer Serien) ist es oft erforderlich, nackte Dies oder unverpackte Chips in einer bestimmten Ausrichtung an Trägersubstrate, Testwafer oder Transferplatten zu befestigen, bevor Operationen wie Löten, Dosieren, Härten und Testen durchgeführt werden. Silikon-Haftklebstoffe mit ihren kontrollierbaren Anfangshaft- und Wiederanhaftungseigenschaften dienen als zuverlässige Schutzfolien und temporäre Fixierklebstoffe.

（3）Anwendungen in der Präzisionslithographie

In kritischen Phasen wie fortschrittlicher Lithographie und Mikro-/Nano-Imprinting können Silikon-Haftklebstoffe zu Maskenschutzfolien, temporären Maskierbändern oder Trägersubstraten für Nano-Transferdruck verarbeitet werden und gewährleisten effektiv die Betriebssicherheit unter Bedingungen extrem kleiner Dimensionen und absoluter Reinheit.

（4）Schutz in Chip-Test-, Sortier- und Schneideprozessen

Während Prozessen wie Schneiden, Sortieren und visueller Inspektion werden Silikon-Haftklebefolien verwendet, um die Oberflächen präziser Chips und MEMS-Bauteile zu schützen. Übliche Folien dienen als temporäre Trägerklebstoffe, um Kratzer, Schmutzspritzer und Kontamination zu verhindern. Ihre ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit schützt empfindliche Substrate selbst in rauen Umgebungen.

（5）Haftung und Neu-Positionierung flexibler Schaltkreise und Mikrokomponenten während der Montage

Während der Montage, Justierung und Vorausrichtung von FPC (flexiblen Schaltkreisen) und hochdichten Packungsmodulkomponenten werden Haftklebstoffe verwendet, um präzise Positionierung und temporäres Bonding zu erreichen und nachfolgende Schritte wie Schweißen, Oberflächenmontage und Härten zu erleichtern.

4. Was sind die Vorteile von Silikondruckklebstoffen?

Im Vergleich zu traditionellen PSAs zeigen Silikon-Haftklebstoffe beispiellose Leistungsmerkmale in Halbleiterprozessen:

（1）Außergewöhnliche Hochtemperatur- und Tieftemperaturleistung

Das Si-O-Si-Grundgerüst von Silikon verleiht dem Material einen extrem breiten Arbeitstemperaturbereich (-55°°C bis 300°C oder höher) bei gleichbleibender anfänglicher Haftkraft und Haltevermögen unter anspruchsvollen Bedingungen wie beispielsweise Chipherstellung, LED-Hochtemperaturhärtung, IC-Verpackungsformung und Laserätzung. Diese Eigenschaften machen Silikon-Haftklebstoffe auch für Luft- und Raumfahrt sowie Automobilanwendungen geeignet, die eine hohe Zuverlässigkeit unter extremen Temperaturen erfordern.

（2）Sehr geringe chemische Rückstände und Ausgasung

Hochreines Silikon-PSA setzt beim Abziehen oder Erhitzen praktisch keine organischen/anorganischen Verunreinigungen frei und übertrifft Acryl- und andere Polymere. Dadurch wird das Risiko einer Kontamination der Verpackungsoberfläche mit nicht-zielgerichteten Metallionen oder Rückständen eliminiert, was die Ausbeuteraten verbessert.

（3）Hohe elektrische Isolierung und dielektrische Stabilität

Für Hochfrequenzkomponenten, RF-Chips und Millimeterwellengeräte können die hohe Isolationsfähigkeit und die niedrige dielektrische Verlustleistung (niedrige Dk- und Df-Werte) von Silikonen parasitäre Ströme signifikant unterdrücken und die Sicherheit von Kommunikations- und Integrierter-Schaltkreis-Operationen erhöhen.

（4）Hohe Flexibilität und Spannungsentlastungsfähigkeit

Silikondruckhaftkleber weisen Kautschuk- und Elastomer-Eigenschaften auf—zum Beispiel ihre Ähnlichkeit zu Silikonkautschuk—in der Lage, mechanische Stöße und thermische Ausdehnungseinwirkungen während der Chip-Dünnung und Schneidprozesse abzufedern und so das Risiko von Chipschäden effektiv zu reduzieren.

（5）Hervorragende Verarbeitbarkeit und Abziehbarkeit

Die Abzugskraft kann gemäß Prozessanforderungen angepasst werden (von mehreren zehn Gramm bis über Kilogramm pro 25 mm), was ein sauberes, rückstandsfreies und blasenfreies Abziehen gewährleistet. Es unterstützt vollautomatisierte Rollen-zu-Rollen-, Bogen-zu-Bogen-, Schlitz- und Laminierprozesse (Linienfertigung), was die automatische Produktionseffizienz erheblich verbessert. Ein Primer kann ebenfalls verwendet werden, um die Haftung auf schwierigen Substraten zu verbessern.

（6）Hohe Reinheit, antistatische und staubabweisende Eigenschaften

Das Silikondruckhaftkleber-System adsorbiert keinen Staub leicht und kann formuliert werden, um antistatische Eigenschaften zu erreichen, wodurch ESD-Schäden und die Adsorption von nanoskaligen Verunreinigungen effektiv verhindert werden, um die Einhaltung von Reinraumanwendungsanforderungen sicherzustellen.

（7）Konform mit Umweltvorschriften und ultraniedriger VOC

Es erfüllt internationale Umweltvorschriften wie RoHS, REACH und bleifreie Richtlinien, unterstützt die grüne Halbleiterfertigung und reduziert Umweltauswirkungen.

5. Was sind die Markttrends für Silikondruckklebstoffe?

(1) Globaler Markt für Halbleiterklebstoffmaterialien

Gemäß Branchenberatungsdaten von Yole, TechNavio und IC Insights überstieg der globale Markt für Halbleiterverpackungsklebstoffe im Jahr 2023 2,5 Milliarden US-Dollar. Hochwertige Druckhaftklebematerialien wachsen mit einer jährlichen Rate von über 20 % und werden voraussichtlich weiterhin in den Bereichen Präzisionsfertigung, Optoelektronik, Medizintechnik und Sensorik expandieren.

(2) Wichtige Anwendungsländer und Märkte

China, Südkorea, Japan und Taiwan: Weltweit führend in der Halbleiterfertigung, mit starkem Bedarf an temporärer Bonding- und MEMS-Verarbeitung, die eine extrem stabile Versorgung mit Quellmaterialien erfordern.

Vereinigte Staaten, Deutschland und Singapur: IDM-Giganten und Wafer-Fabriken erweitern kontinuierlich ihre Produktionskapazitäten für Hochleistungschips, was zu bedeutenden Beschaffungen von kontaminationsresistenten, hochtemperaturbeständigen, niedrigrückständigen Druckhaftklebeprodukten, Etiketten und fortschrittlichen Folien führt.

Aufstrebende Märkte wie Indien und Südostasien: Rasche Verlagerung von Halbleiter-Backend-Verpackungsprozessen, mit wachsendem Bedarf an kosteneffizienten PSA-Materialien mit guter Prozesskompatibilität und Flexibilität des Additivsystems.

(3) Technologische und Produktentwicklungstrends

Upgrade temporärer Haft-/Enthaftungssysteme: Entwicklung innovativer Lösungen, die mit selbstablösenden, laserunterstützten Enthaftungs-, Plasmoreinigungs- und mikrokanalgestützten Entladeverfahren kompatibel sind.

PSA für Elektronikfolien und flexible Geräte: Bedienung aufstrebender Anwendungen wie faltbare Displays, Wearables und AIoT-Sensoren sowie persönliche Pflege- und medizinische Geräte.

Intelligente Prozessintegration: PSA integriert mit Big-Data automatisierten Produktionslinien und Industrierobotern zur Umsetzung vollständiger Prozessüberwachung, automatischer Haftung und Wiederverwertung.

Ultrahohe Reinheit und Formulierungen mit ultraniedriger Ausgasung: Erfüllung extrem strenger Reinheitsanforderungen für Wafer-Level-Packaging und Luftfahrtkomponenten sowie Widerstandsfähigkeit gegenüber biologischem Angriff für sensible elektronische und medizinische Bereiche.

6. Wie wählt man einen Silikondruckklebstoff aus?

Siliciumdruckempfindlicher Klebstoff ist ein wichtiges Material für Hochtechnologieverfahren wie Halbleiterverpackung, integrierte Schaltungsherstellung, temporären Chiptransfer und flexible Elektronikmontage. Mit seiner außergewöhnlichen Hitze- und Kältebeständigkeit, Isolierfähigkeit, Reinheit, kontrollierbaren Haft-/Ablösekraft und Automatisierungsfreundlichkeit haftet er gut auf einer Vielzahl von Substraten und bietet eine solide Grundlage für die moderne Mikroelektronikindustrie. Da die globale Halbleiterindustrie in eine Phase eintritt, die sowohl von “heimischem Ersatz” und “technologischem Upgrade,” getrieben wird, wie kann die Produktwettbewerbsfähigkeit verbessert werden?

XJY Silikone ist eines der führenden Herstellerunternehmen Chinas im Bereich Silikon-MQ-Harze und VMQ-Silikone, mit über 30 Jahren F&E- und Produktionserfahrung in der Silikonindustrie, Inhaber von mehr als 15 relevanten Patenten und technischer Unterstützung. Unsere Silikon-Rohstoffprodukte können die Bedürfnisse der Silikon-Haftklebstoffbereich und bieten qualifizierten industriellen Anwendern vielfältige, maßgeschneiderte Lösungen.