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热压键合技术概述
资料介绍
一、技术定义与基本原理
热压键合（Thermocompression Bonding, TCB）是一种通过施加温度和压力使两种材料界面发生扩散或塑性变形，从而实现原子级连接的精密连接技术。其核心原理基于固态扩散理论：在热力耦合作用下，界面处原子获得足够激活能，突破扩散势垒形成金属键或共价键结合。该过程通常在真空或惰性气氛中进行，以避免氧化对键合质量的影响。
1.1 关键工艺参数
· 温度（Temperature）：通常设定为材料熔点的0.6-0.8倍（对于金材料约300-400°C），需精确控制升温速率（50-200°C/s）以避免热应力
· 压力（Pressure）：根据键合面积调整，典型范围10-100 MPa，需保证压力均匀分布
· 时间（Time）：键合周期通常为10-60 seconds，包含预热、恒温键合和冷却阶段
· 环境控制：真空度要求优于1×10⁻³ Pa，或采用氮气/氩气保护（氧含量<10 ppm）
1.2 材料体系要求
常用键合材料组合包括：Au-Au（金丝球焊）、Cu-Cu（低温键合）、Al-Si（半导体封装）及金属-陶瓷异质键合。材料表面需满足：Ra<50 nm的粗糙度，氧化物厚度<5 nm，通常需通过等离子清洗或离子铣削预处理。
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