PCBへの半導体の接着

半導体サンプル（SiとGe）の面積〜1-2cm ^ 2をファイバーグラスプリント回路基板（PCB）に接着しようとしています。他の用途にはWestシステムのマリンエポキシを使用しています。105レジン209硬化剤（硬化時間が長い）。それが私が使用したものです。（標準比率で混合）

電気的絶縁のために制御された厚さが必要でした。そこで、エポキシにフィラーを追加してみました。ガラスビーズ（9.8ミル..やや厚いIMO、表面に振りかけます。）アルミナ酸化物、240グリット。（重量で約1部のAl2O3から2部のエポキシ。）すべてのサンプル（1つのGeを除く）は、Siウェーハの古い部分からのものでした。サンプルとPCBをアセトンで洗浄し、先端が綿のアプリケーターでこすり洗いしました。エポキシ混合。適用し、サンプルを所定の位置に押し込みました。

そして24時間治癒させた。

その後、液体窒素（LN2）に浸しました。数回のダンクの後、室内空気で暖めたところ、Al2O3フィラーで接着されたサンプルは脱落していました。

さらに湿らせた後、エポキシとビーズで保持されたサンプルが脱落しました。ヒートガンを使ってより速く暖めることも含む拷問。そして、Geサンプル以外はすべて失ってしまいました。

最後の乱用として、GeサンプルはLN2から採取され、温水カップに数回入れられました。付けたままでした。

すべての結合はSiインターフェースで失敗し、エポキシはPCBに接続されたままでした（ガラスビーズを除き、どこでも失敗しました）。

何が問題なのですか？

私の最初の考えは熱膨張係数（CTE）についてでした。ここにいくつかの値へのリンクがあります。Siは非常に低いです。
PCBは12〜14 ppmです。

その後、掃除について考えました。古いSiサンプルには、あらゆる種類のハンドグリースが付いている場合があります。

最後の違いは、Siサンプルの両面が研磨されているのに対し、Geは上部にしかありませんでした...下部は荒れていました。

うわー、それは長い質問でした。（申し訳ありませんが）
今日、これらの質問に答えるために新しいサンプルのバッチを作成しました。彼らは週末に治ります。

また、別のエポキシ樹脂が必要なのでしょうか？西105はやや柔軟なままです。
それが良いことか悪いことかはわかりません。

役立つと思われるいくつかのこと：

1. 熱収縮差はほぼ間違いなくあなたの敵です。ほとんどのエンジニアリング材料では、熱収縮の大部分は300と77 Kの間で発生します。これは、使用している2つの温度です。ほとんどの場合、PCBは、PCBに接続されているものよりもはるかに収縮してエポキシが割れています（通常の樹脂エポキシは、低温環境での割れで有名です）。

2. 私は9-5の極低温を使用しており、ほぼすべてに「GEワニス」を使用しています。IM7031ワニスとも呼ばれます。エタノール/トルエン混合液で薄め、ベークして乾燥させます。極低温環境で割れない傾向があります。それも治療なしでかなりうまくいきます。

3. もう1つのより永続的なオプションはStycastで、熱特性ごとに異なるフレーバーが用意されています。LESS永久オプションが必要な場合は、Apiezon NまたはHグリースが適切に機能します。Hグリースは濃くなっています（重量が10 mgではなく1 gの大きなサンプルがある場合は、必要になる可能性があります）。どちらも低温でガラス転移を起こし、電気絶縁と熱接触を提供しながらしっかりと保持します。

4. 断続的な電気的接触が心配な場合は、私が言及したほぼすべての「誤解」によってタバコの紙が濡らされる可能性があり、偶発的な接触がないことを確認します。2つのサンプルの間にレイヤーを配置します。

5. 極低温技術に関する優れた汎用リファレンスは、Jack Ekinの本「低温測定の実験方法」です。

MasterBond EP21TCHT-1をあなたの探しているものに使ってみようと思います。材料の接着が困難な場合に優れた性能を発揮し、マイナス450度F（4度K）から+までの極低温でも優れています。 400度F。ただし、最高の接着力を得るためには、表面に汚れがなく、完全にグリースがなく、わずかに粗くなっている必要があります。

特にエポキシと基板の熱膨張率が異なる場合は、硬化時に比較的柔軟なエポキシを探していることに同意します。

まだ行っていない場合は、「アンダーフィル」エポキシを検索することをお勧めします。法案に合うロックタイトとマスターボンドの製品がいくつかあります。これらは通常、塗布中に非常によく流れ、構造的安定性が高く（膨張/収縮しない）、はんだリフロー温度（約250C）に耐え、硬化しても柔軟性を保ちます。あなたが探している低温特性は、満足するのが難しいかもしれません。