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毛细管型底部填充工艺时需戴手指套
来源:防静电服_防静电鞋 作者:苏州顺腾净化科技有限公司 日期:2012年03月29日 访问次数:
毛细管型底部填充是目前使用最为广泛的工艺方法。毛细管型底部填充工艺是在完成焊接后用点胶机的针管从器件的边缘将树脂基填充材料注入到器件或芯片的底部,然后在固化炉中进行胶固化。毛细管型底部填充的焊点质量比较好需戴手指套,填充比较饱满,气孔少。但是其工艺比较复杂,并且需要专门的点涂设备和固化炉,占用厂房面积大,还要配备熟悉专业技能的操作工人。
    (1)毛细流动型的底部填充材料
    【Jnderfill(底填料)是一种适用于倒装芯片电路的材料,它填充在Ic芯片与有机基板之间的狭缝中,并且将连接焊点密封保护起来。LInderfill封装的目的在于:降低硅芯片和有机基板之间的cTE不匹配;保护器件免受湿气、离子污染物、辐射和诸如机械拉伸、剪切、扭曲、振动等有害的操作环境的影响;增强Flip chip封装的可靠性。
    对I_Jndel‘fill材料的要求有:
    ·优异的电、物理和机械性能;
    ●生产中易于应用;
    ●优异的抗吸潮和抗污染能力。
    FC.BGA/cSP用底层填充料(LIndetvfill)是一种填充球型硅微粉的低黏度液体环氧封装料,{三要用于填充倒装焊芯片与基板之间的狭缝,增强凸焊点与基板的连接强度,密封凸焊点,提高Fc电路的封装可靠性。目前,LJnder·,fill材料的组成与固体封装材料相似,主要由低黏度的液体脂环族环氧树脂、球型硅微粉、环氧固化剂和促进剂、硅微粉表面处理剂,以及其他功能添加剂等通过适当的工艺制备而成。同时,要求液体环氧底层填充料具有很低的黏度和高的表面张力,以缩短芯片底部填充的时间。因此,对IJnder’fill的性能要求主要包括:
    ·适当的流动性,固化温度低,固化速度快;
    ●树脂固化物无缺陷、无气泡;
    ·耐热性能好,热膨胀系数低,低模量,高粘结强度;o内应力小、翘曲度小等。
    目前使用的树脂体系主要是在常温下为液体的低黏度环氧和液体酸酐固化体系,环氧主要包括脂环族环氧、双酚A、双酚F和其他一些缩水甘油醚(脂)型环氧。其中脂环族环氧化合物具有良好的耐热性和耐化学性能、优异的力学和电性能,以及卓越的加工性能需戴手指套,不含芳环这样的强紫外发色基团,可以很好地耐紫外光的辐射。脂环族环氧树脂具有固化前黏度低、固化后粘结性的特点。尤其他们是由环烯烃经过有机过氧酸的环氧化制备的,而不是表氯醇与酚的缩合,不含有机氯,不会有极少量的有机氯存在而对微电路产生腐蚀。
    由于芯片的CTE约3ppm/℃,基板的cTE约20ppm/℃,凸焊点的cTE约25ppm/℃,要想使LJndel—fill材料达到降低硅芯片和有机基板之问CTE不匹配的目的,它的cTE应该与凸焊点的
cTE相匹配,达到25ppm/℃左右。而纯树脂体系的cTE约60~70ppm/℃,最简单有效降低cTE的方法是加入低膨胀的填料——熔融二氧化硅。当熔融硅粉的重量含量达到65%~70%时LInder-fill材料的cTE会达到我们所需要的范围。但是随着填料含量的增加,材料的黏度也会迅速升高,流动性能下降。从流变学角度考虑,球形的二氧化硅比无硅的具有更好的流动性,因为前
者具有更小的流动半径,球形的规整度越高,材料的黏度越低。
    当前的IJnderfill材料主要是硅填充的环氧树脂基体材料,其性能的改善由以下3个因素决定。
    ①提高对芯片的约束,减小焊接剪切应力,而且附加的粘结面也有降低芯片弯曲的趋势。
    ②当弹性模量很接近于焊料的弹性模量时,环氧树脂就形成一种相对焊接的准连续区,因此就减小了在芯片和基板界面与焊接面形成的锐角产生的应力。
    ③焊料实际上是被密封而与环境隔绝的。机械循环试验表明,在真空或当用一层油脂涂层保护时,焊料疲劳寿命可以得到改善,这是由于避免了裂纹端点的氧化,减缓了裂纹的生长。
    毛细流动型的底部填充材料是一种低黏度的液体,利用毛细作用润湿元件和基板并填充其问的缝隙,将焊点包封起来。为了产生毛细作用,填充剂需要应用在接近芯片边缘的地方。较低的黏度和良好的润湿性能都是促使快速而完好地包封住焊点及满足一些其他特性的必要条件需戴手指套。应用毛细管型底部填充这种毛细流动型的底部填充材料通常需要一些专门设计的设备,以达到足够高的精确性、良好的可重复性及大规模生产的要求。毛细流动型的底部填充材料一般采用点胶工艺,点胶工艺要求填充材料具有很好的流动性,但流动性过大有时也会带来一些负面影响,如容易包裹住一些气泡,有边界效应或直接效应产生。填充时的流动性与填充的间隙大小也有关系,点胶工艺还要求设备
必须能够重复地将预定量的填充剂点在元件边缘,连续作业。为了加快毛细流动,点胶时基板需要预热。填充胶的固化通常使用带有传送带的回流炉或者烘箱。
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