【先進(jìn)封裝】Underfill的基本特性

底部填充膠在使用過(guò)程中，主要的問(wèn)題是空洞，出現(xiàn)空洞的原因與其封裝設(shè)計(jì)、點(diǎn)膠工藝、固化參數(shù)等相關(guān)。而要分析空洞就需要對(duì)Underfill的特性有個(gè)基本的認(rèn)識(shí)。今天就分別就空洞的特征和Underfill的基本特性做一個(gè)介紹。

圖1?Underfill的基本流程

01 空洞的特征 ?

了解空洞的特征有助于將空洞與它們的產(chǎn)生原因相聯(lián)系，其中包括：

①尺寸——空洞是什么形狀、大??？

②位置——空洞主要集中在什么位置？邊緣、中心、還是隨機(jī)？

③發(fā)生頻率——空洞是在特定的時(shí)期產(chǎn)生，還是一直產(chǎn)生，或者是隨機(jī)時(shí)間產(chǎn)生？

通過(guò)上面的基本信息收集，基本就可以大概有個(gè)判斷方向，可以知道是點(diǎn)膠問(wèn)題、固化問(wèn)題、還是膠水問(wèn)題了。

02 填料（Filler）

底部填充膠通常配制有60-70%重量的無(wú)定形熔融二氧化硅。二氧化硅用于降低底部填充材料的CTE，因?yàn)闆](méi)有填料，固化聚合物的CTE會(huì)導(dǎo)致不可接受的焊點(diǎn)應(yīng)變。通常，底部填充膠配方的CTE為25-30 ppm/℃，與焊料非常接近。填料的不同重量選擇，會(huì)增加配方的粘度，導(dǎo)致它不會(huì)流到芯片底部覆蓋整個(gè)焊點(diǎn)。?

03 固化（Cure）

底部填充膠被配制成熱固性塑料而不是熱塑性塑料，這主要是因?yàn)闊o(wú)溶劑的高性能熱塑性塑料的粘度對(duì)于封裝工藝來(lái)說(shuō)太高了。作為熱固性材料，底部填充膠必須在封裝后通過(guò)加熱進(jìn)行固化，而完全固化對(duì)于優(yōu)化粘合力、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg) 和模量等性能至關(guān)重要。大多數(shù)底部填充膠在約 150℃-180℃的溫度下選擇真空壓力烘箱進(jìn)行固化，以便于除泡，一般會(huì)先進(jìn)行抽真空把大氣泡抽出變成小氣泡，再使用大壓力把小氣泡壓出。

04 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）

前面我們已經(jīng)有文章大概介紹了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可以看《一文了解玻璃化轉(zhuǎn)變溫度》進(jìn)行學(xué)習(xí)，這里就不多贅述了。

05 彈性模量（Elastic Modulus）

底部填充膠的作用是將硅芯片機(jī)械連接到其載體上，形成一種結(jié)構(gòu)，消除或顯著降低單個(gè)焊點(diǎn)上的應(yīng)力。最佳模量將取決于應(yīng)用，并受芯片和芯片載體的CTE差異、芯片載體的模量和底部填料的CTE的影響。

06 粘接力（Adhesion）

底部填充膠的粘接力是保證倒裝芯片組件可靠性的最重要特性。如果沒(méi)有持久的粘接力，底部填充膠提供的焊點(diǎn)加固將會(huì)是短暫的，一旦底部填充膠失去對(duì)一個(gè)或多個(gè)表面的粘接力，熱應(yīng)力就會(huì)直接轉(zhuǎn)移到焊點(diǎn)出現(xiàn)功能性失效。底部填充膠必須對(duì)芯片鈍化層、硅芯片邊緣、芯片載體表面和焊點(diǎn)本身具有很好的粘接力。哪怕暴露在濕氣和熱應(yīng)力下，也必須保持粘接力。聚合物的粘合性能通常受水分影響。作為一種小的極性分子，水很容易通過(guò)聚合物擴(kuò)散并吸附在界面上，從而破壞粘接劑的粘接性能。

編輯：黃飛

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