Como é utilizada a adesão sensível à pressão de silicone na indústria de semicondutores?

A indústria de semicondutores é a pedra angular da manufatura moderna, suportando quase todas as indústrias de alta tecnologia contemporâneas, como tecnologia da informação, sistemas inteligentes, veículos elétricos, Internet das Coisas e inteligência artificial. Nos campos de fabricação e encapsulamento de semicondutores, materiais de ligação, encapsulamento e proteção confiáveis e de alto desempenho são de importância crítica. À medida que o design de chips continua a evoluir em direção à miniaturização, alta integração e adaptabilidade a ambientes extremos, os materiais adesivos utilizados em processos como proteção de chips, fixação temporária e transferência também estão sujeitos a padrões de desempenho cada vez mais rigorosos. Como os adesivos sensíveis à pressão de silicone são usados na indústria de semicondutores?

Como um material adesivo especializado, os adesivos sensíveis à pressão de silicone, com sua estrutura molecular única e propriedades físico-químicas, são cada vez mais amplamente utilizados no encapsulamento de semicondutores, testes, ligação temporária, processos de litografia e montagem eletrônica de alta gama. Este artigo fornecerá uma explicação detalhada do valor central dos adesivos sensíveis à pressão de silicone na indústria de semicondutores, auxiliando empresas relevantes ou equipes de P&D a tomar decisões informadas.

Existem seis aspectos para introduzir o PSA de silicone:

• Qual é a definição de adesivo sensível à pressão de silicone?
• Quais são os requisitos para o adesivo sensível à pressão de silicone?
• Quais são as aplicações dos adesivos sensíveis à pressão de silicone?
• Quais são as vantagens dos adesivos de silicone sensíveis à pressão?
• Quais são as tendências de mercado do adesivo sensível à pressão de silicone?
• Como escolher um adesivo sensível à pressão de silicone?

1. Qual é a definição de adesivo sensível à pressão de silicone?

O adesivo sensível à pressão de silicone é um tipo de material polimérico baseado em uma estrutura principal de polissiloxano (ou seja, ligações Si-O-Si) combinado com grupos funcionais orgânicos apropriados (como metil, fenil, vinil, etc.). Este tipo de adesivo não requer aquecimento ou evaporação de solvente; pode ser instantaneamente ligado e destacado com leve pressão, formando um estado fixo robusto, além de facilitar a posterior remoção e reposicionamento.

O design estrutural único dos adesivos sensíveis à pressão de silicone permite que eles exibam aderência e resistência muito superiores à de adesivos sensíveis à pressão convencionais tradicionais, como acrílicos e borracha, sob temperaturas extremas, umidade, resistência química ou requisitos de alta limpeza. Eles podem ser formulados para baixa aderência ou adesão forte, dependendo dos substratos e processos de semicondutores.

Desde o desenvolvimento das resinas de silicone na década de 1960, suas aplicações expandiram-se da ligação industrial geral para campos avançados de manufatura, como aeroespacial, eletrônica, automotiva, saúde e semicondutores. Em comparação com adesivos sensíveis à pressão acrílicos (Acrylic PSA) e PSA à base de borracha, o desenvolvimento do PSA de silicone depende mais de monômeros de silicone de alta pureza, tecnologia precisa de controle de peso molecular, equipamentos avançados de polimerização e mistura, bem como uma compreensão profunda dos ambientes rigorosos a jusante e uma ampla gama de requisitos extremos de aplicação.

2. Quais são os requisitos para o adesivo sensível à pressão de silicone?

Com o avanço da Lei de Moore, a integração de chips continua a aumentar, tornando as tecnologias de encapsulamento em nível de micrômetro e nanômetro cada vez mais predominantes. Novos processos, como encapsulamento de alta densidade (HDP), sistema em pacote (SiP), flip chip e encapsulamento em nível de wafer (WLP), estão gradualmente se tornando difundidos. Enquanto isso, as aplicações de semicondutores estão se expandindo de TI, comunicações e eletrônicos de consumo para campos de alta confiabilidade, como aeroespacial, eletrônica automotiva, computação de alta velocidade, big data, RF 5G/6G e defesa.

(1) Contexto de impurezas metálicas/inorgânicas extremamente baixo para prevenir migração iônica e contaminação

(2) Alta pureza e baixa liberação de gases para evitar volatilização de resíduos durante temperaturas extremas e processos de alta temperatura

(3) Amplo intervalo de temperatura de operação, com resistência a altas e baixas temperaturas (-55°C a 300°C)

(4) Alto isolamento e estabilidade, prevenindo curto-circuitos ou fugas de corrente

(5) Pelabilidade controlável e readesão (adesão por pelagem), facilitando a fixação temporária de chips e a transferência de processos

(6) Conformidade com regulamentações ambientais e de segurança, como RoHS e REACH

Adesivos sensíveis à pressão de silicone XJY-301

É fabricado a partir da estrutura específica da resina de silicone e do polidimetilsiloxano de alto peso molecular em conjunto com adesivo orgânico, adequado para condições específicas de cenário.

Comparado com a borracha natural, caracteriza-se por resistência ao calor, alta estabilidade, bom isolamento elétrico, boa transparência, alta adesão por arrancamento e resistência química, entre outros. Possui uma ampla gama de aplicações no processamento de produtos industriais, processamento eletrônico, materiais ópticos, cuidados de saúde, e em fitas de mica, fitas de emenda, filmes protetores e outras áreas.

3. Quais são as aplicações dos adesivos sensíveis à pressão de silicone?

Os adesivos sensíveis à pressão de silicone fornecem os seguintes serviços críticos para a indústria de semicondutores:

（1）Ligação temporária e colagem durante o processamento de wafers

Durante etapas de processamento de alta intensidade, como afinamento de wafers, retificação, corrosão e polimento químico-mecânico (CMP), wafers frágeis requerem fixação ou colagem temporária. Nesta fase, o PSA de silicone, com sua alta limpeza, resistência a altas temperaturas, baixo resíduo e fácil pelabilidade, é amplamente utilizado como fita de colagem temporária (Tape for Temporary Bonding) para garantir que o wafer permaneça intacto e estável durante o processamento do verso. O adesivo é frequentemente revestido em filmes para formar filmes protetores precisos que protegem os wafers de umidade e detritos.

（2）Proteção e fixação temporária em encapsulamento de chips

Durante o encapsulamento de circuitos integrados, como CPUs, GPUs e chips de memória (incluindo DIP, SOP, QFN, BGA, FC e outras séries tradicionais), é frequentemente necessário fixar matrizes nuas ou chips não encapsulados em uma orientação específica a substratos transportadores, wafers de teste ou discos de transferência antes de realizar operações como soldagem, dispensação, cura e teste. Os adesivos sensíveis à pressão de silicone, com sua adesão inicial controlável e propriedades de readesão, servem como filmes protetores confiáveis e adesivos de fixação temporária.

（3）Aplicações em processos de litografia de precisão

Em etapas críticas como litografia avançada e nanoimpressão, os adesivos sensíveis à pressão de silicone podem ser fabricados em filmes de proteção de máscara, fitas de mascaramento temporário ou substratos de suporte para transferência por nanoimpressão, garantindo efetivamente a segurança operacional em condições que exigem dimensões extremamente pequenas e limpeza absoluta.

（4）Proteção em Processos de Teste, Classificação e Corte de Chips

Durante processos como dicing, classificação e inspeção visual, filmes sensíveis à pressão de silicone são usados para proteger as superfícies de chips de precisão e dispositivos MEMS. Filmes comuns servem como adesivos de suporte temporário para evitar arranhões, respingos de detritos e contaminação. Sua excelente resistência química mantém substratos delicados seguros mesmo em ambientes agressivos.

（5）Adesão e Reposicionamento de Circuitos Flexíveis e Microcomponentes Durante a Montagem

Durante a montagem, ajuste e pré-alinhamento de FPC (circuitos flexíveis) e componentes de módulos de embalagem de alta densidade, adesivos sensíveis à pressão são usados para obter posicionamento preciso e fixação temporária, facilitando etapas subsequentes como soldagem, montagem superficial e cura.

4. Quais são as vantagens dos adesivos de silicone sensíveis à pressão?

Comparados aos PSAs tradicionais, os adesivos sensíveis à pressão de silicone exibem características de desempenho chave incomparáveis em processos semicondutores:

（1）Desempenho excepcional em altas e baixas temperaturas

A cadeia principal de Si-O-Si da silicone confere ao material uma faixa extremamente ampla de temperatura operacional (-55°C a 300°C ou superior), mantendo adesão inicial estável e poder de retenção sob condições severas, como afinamento de chip, cozimento em alta temperatura para LED, moldagem de encapsulamento de CI e gravação a laser. Tais propriedades também tornam os PSAs de silicone adequados para aplicações aeroespaciais e automotivas que exigem confiabilidade robusta sob temperaturas extremas.

（2）Resíduo químico e desgaseificação muito baixos

A fita de silicone de alta pureza praticamente não libera impurezas orgânicas/inorgânicas durante a remoção ou aquecimento, superando o acrílico e outros polímeros. Isso elimina o risco de introduzir íons metálicos não alvo ou contaminação por resíduos na superfície da embalagem, melhorando assim as taxas de rendimento.

（3）Alto isolamento elétrico e estabilidade dielétrica

Para componentes de alta frequência, chips de RF e dispositivos de ondas milimétricas, o alto isolamento e a baixa perda dielétrica (baixos valores de Dk e Df) das silicones podem suprimir significativamente correntes parasitas, aumentando a segurança das operações de comunicação e circuitos integrados.

（4）Alta flexibilidade e capacidade de alívio de tensões

Os adesivos sensíveis à pressão de silicone possuem características de borracha e elastômero—por exemplo, sua semelhança com a borracha de silicone—capaz de amortecer choques mecânicos e impactos de expansão térmica durante processos de afinamento e corte de chips, reduzindo efetivamente o risco de danos ao chip.

（5）Excelente processabilidade e capacidade de remoção

A força de remoção pode ser personalizada de acordo com os requisitos do processo (de várias dezenas de gramas a mais de quilogramas por 25 mm), garantindo uma remoção limpa, sem resíduos e sem bolhas. Suporta processos totalmente automatizados de rolo a rolo, folha a folha, corte e laminação (fabricação em linha), melhorando significativamente a eficiência da produção automatizada. Um primer também pode ser usado para melhorar a adesão a substratos difíceis.

（6）Alta limpeza, propriedades antiestáticas e à prova de poeira

O sistema adesivo sensível à pressão de silicone não adsorve facilmente poeira e pode ser formulado para obter propriedades antiestáticas, prevenindo eficazmente danos por ESD e a adsorção de impurezas de tamanho nanométrico, garantindo a conformidade com os requisitos de aplicação em salas limpas.

（7）Em conformidade com regulamentações ambientais e VOC ultrabaixo

Atende regulamentações ambientais internacionais como RoHS, REACH e diretivas livres de chumbo, apoiando a fabricação verde de semicondutores e reduzindo o impacto ambiental.

5. Quais são as tendências de mercado do adesivo sensível à pressão de silicone?

(1) Mercado Global de Materiais Adesivos para Semicondutores

De acordo com dados de consultoria industrial da Yole, TechNavio e IC Insights, o mercado global de adesivos para encapsulamento de semicondutores ultrapassou 2,5 bilhões de dólares americanos em 2023, com materiais adesivos sensíveis à pressão de alto crescimento a uma taxa anual superior a 20%, e espera-se que continue a se expandir nos campos de fabricação de precisão, optoeletrônica, dispositivos médicos e sensores.

(2) Principais Países e Mercados de Aplicação

China, Coreia do Sul, Japão e Taiwan: Líderes globais na fabricação de semicondutores, com forte demanda por ligação temporária e processamento de MEMS, exigindo uma oferta extremamente estável de materiais de origem.

Estados Unidos, Alemanha e Singapura: Gigantes de IDM e fundições de wafer estão continuamente expandindo a capacidade de produção de chips de alto padrão, levando a uma aquisição significativa de produtos adesivos sensíveis à pressão, etiquetas e filmes avançados anticontaminação, de alta temperatura e baixo resíduo.

Mercados emergentes como Índia e Sudeste Asiático: Rápida migração de processos de encapsulamento de semicondutores de back-end, com demanda crescente por materiais PSA de boa relação custo-benefício, boa compatibilidade de processo e flexibilidade de sistema aditivo.

(3) Tendências de Desenvolvimento Tecnológico e de Produtos

Atualização de sistemas adesivos de ligação/desligamento temporário: Desenvolvimento de soluções inovadoras compatíveis com autodescascamento, desligamento a laser, limpeza por plasma e descarregamento assistido por microcanais.

PSA para filmes eletrônicos e dispositivos flexíveis: atendendo a aplicações emergentes, como telas dobráveis, dispositivos vestíveis e sensores de AIoT, além de dispositivos de cuidados pessoais e médicos.

Integração inteligente de processos: PSA integrado a linhas de produção automatizadas de big data e robôs industriais para obter monitoramento de processo completo, colagem automática e reciclagem.

Formulações de altíssima pureza e ultrabaixo desgaseificação: atendendo aos requisitos extremamente rigorosos de limpeza para embalagens em nível de wafer e componentes aeroespaciais, bem como resistência a ataques biológicos para campos eletrônicos e médicos sensíveis.

6. Como escolher um adesivo sensível à pressão de silicone?

O adesivo sensível à pressão de silicone é um material importante para processos avançados, como embalagens de semicondutores, fabricação de circuitos integrados, transferência temporária de chips e montagem de eletrônicos flexíveis. Com sua excepcional resistência ao calor e ao frio, isolamento, pureza, adesão controlável/adesão de película e facilidade de automação, ele adere bem a uma ampla variedade de substratos e fornece uma base sólida para a indústria moderna de microeletrônica. À medida que a indústria global de semicondutores entra em uma fase impulsionada tanto por “substituição doméstica” e “quanto por atualização tecnológica,” como a competitividade do produto pode ser aprimorada?

Silicone XJY is one of China’s leading manufacturers of resinas de silicone MQ e silicones VMQ, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone, detendo mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nossa produtos de matérias-primas de silicone pode satisfazer as necessidades dos campo de adesivo sensível à pressão de silicone e fornecer soluções diversificadas e personalizadas para usuários industriais qualificados.