底部填充膠空洞產(chǎn)生的原因及真空除泡機方案

　　流動(dòng)型空洞

　　流動(dòng)型空洞(其中還存在著(zhù)幾種類(lèi)型)，都是在underfill底部填充膠流經(jīng)芯片和封裝下方時(shí)產(chǎn)生，兩種或更多種類(lèi)的流動(dòng)波陣面交會(huì )時(shí)包裹的氣泡會(huì )形成流動(dòng)型空洞。

　　流動(dòng)型空洞產(chǎn)生的原因

　?、倥c底部填充膠施膠圖案有關(guān)。在一塊BGA板或芯片的多個(gè)側面進(jìn)行施膠可以提高underfill底填膠流動(dòng)的速度，但是這也增大了產(chǎn)生空洞的幾率。

　?、跍囟葧?huì )影響到底部填充膠的波陣面。不同部件的溫度差也會(huì )影響到膠材料流動(dòng)時(shí)的交叉結合特性和流動(dòng)速度，因此在測試時(shí)應注意考慮溫度差的影響。

　?、勰z體材料流向板上其他元件(無(wú)源元件或通孔)時(shí)，會(huì )造成下底部填充膠(underfill)材料缺失，這也會(huì )造成流動(dòng)型空洞。

　　流動(dòng)型空洞的檢測方法

　?、俨捎枚喾N施膠圖案，或者采用石英芯片或透明基材板進(jìn)行試驗是了解空洞如何產(chǎn)生，并如何消除空洞的最直接的方法。通過(guò)在多個(gè)施膠通道中采用不同顏色的下填充材料是使流動(dòng)過(guò)程直觀(guān)化的理想方法。

　?、谕捎枚鄠€(gè)施膠通道以降低每個(gè)通道的填充量，但如果未能仔細設定和控制好各個(gè)施膠通道間的時(shí)間同步，則會(huì )增大引入空洞的幾率。采用噴射技術(shù)來(lái)替代針滴施膠，控制好填充量的大小就可以減少施膠通道的數量，同時(shí)有助于對下底部填充膠(underfill)流動(dòng)進(jìn)行控制和定位。

　　水氣空洞

　　存在于基板中的水氣在底部填充膠(underfill)固化時(shí)會(huì )釋放，從而固化過(guò)程中產(chǎn)生底部填充膠(underfill)空洞。這些空洞通常隨機分布，并具有指形或蛇形的形狀，這種空洞在使用有機基板的封裝中經(jīng)常會(huì )碰到。

　　水氣空洞檢測/消除方法

　　要測試空洞是否由水氣引起，可將部件在100°C以上前烘幾小時(shí)，然后立刻在部件上施膠。一旦確定水氣是空洞的產(chǎn)生的根本原因，就要進(jìn)行進(jìn)一步試驗來(lái)確認最佳的前烘次數和溫度，并確定相關(guān)的存放規定。一種較好的含水量測量方法是用精確分析天平來(lái)追蹤每個(gè)部件的重量變化。

　　需要注意的是，與水氣引發(fā)的問(wèn)題相似，一些助焊劑沾污產(chǎn)生的問(wèn)題也可以通過(guò)前烘工藝來(lái)進(jìn)行補救，這兩類(lèi)問(wèn)題可以通過(guò)試驗很方便地加以區分。如果部件接觸濕氣后，若是水氣引發(fā)的問(wèn)題則會(huì )再次出現，而是助焊劑沾污所引發(fā)的問(wèn)題將不再出現。

　　流體膠中氣泡產(chǎn)生空洞

　　各大制造商對于封裝底部填充膠的無(wú)氣泡化現象都非常重視。但是對于流體膠材料的不當處理，重新分裝或施膠技術(shù)不當都會(huì )引發(fā)氣泡問(wèn)題。在使用時(shí)未經(jīng)充分除氣。如果沒(méi)有設定好一些自動(dòng)施膠設備的話(huà)，也會(huì )在施膠時(shí)在其流動(dòng)途徑上產(chǎn)生氣泡。

　　材料氣泡檢測方法

　　有一種直接的方法可以檢測底部填充膠(underfill)材料中是否存在著(zhù)氣泡，可通過(guò)注射器上一個(gè)極細的針頭施膠并劃出一條細長(cháng)的膠線(xiàn)，然后研究所施的膠線(xiàn)是否存在縫隙。如果已經(jīng)證實(shí)底部填充膠(underfill)材料中存在氣泡，就要與你的材料供應商聯(lián)系來(lái)如何正確處理和貯存這類(lèi)底部填充膠(underfill)材料。

　　如果沒(méi)有發(fā)現氣泡，則用閥門(mén)、泵或連接上注射器的噴射頭重復進(jìn)行這個(gè)測試。如果在這樣的測試中出現了空洞，而且當用注射器直接進(jìn)行施膠時(shí)不出現空洞，那么就是設備問(wèn)題造成了氣泡的產(chǎn)生。在這種情況下，就需要和你的設備供應商聯(lián)系來(lái)如何正確設置和使用設備。

　　沾污空洞

　　助焊劑殘渣或其他污染源也可能通過(guò)多種途徑產(chǎn)生空洞，由過(guò)量助焊劑殘渣引起的沾污常常會(huì )造成不規則的隨機的膠流動(dòng)的變化，特別是互連凸點(diǎn)處。如果因膠流動(dòng)而產(chǎn)生的空洞具有這種特性，那么需要慎重地對清潔處理或污染源進(jìn)行研究。

　　在某些情況下，在底部填充膠(underfill)固化后助焊劑沾污會(huì )在施膠面相對的芯片面上以一連串小氣泡的形式出現。顯然，底部填充膠(underfill)流動(dòng)時(shí)將助焊劑推送到芯片的遠端位置。

　　真空除泡機-底部填充除泡解決方案

　　根據常規底部填充膠的特性，在產(chǎn)品點(diǎn)膠作業(yè)后，需要根據底填膠的感溫固化特性，按照一定的溫度時(shí)間參數進(jìn)行加熱固化。通常，除泡過(guò)程需在凝膠化溫度以下完成，膠材在凝膠化時(shí)，氣泡被抽除時(shí)無(wú)法閉合會(huì )形成細長(cháng)條氣泡型態(tài)。因此，底部填充后固化過(guò)程的溫度曲線(xiàn)是多段式的，在固化過(guò)程加入壓力&真空進(jìn)程，采用專(zhuān)用除泡系統是最快捷且高效的除泡方式。

臺灣ELT作為除泡機品類(lèi)開(kāi)創(chuàng )者，深耕半導體先進(jìn)封裝技術(shù)20余年，專(zhuān)注解決半導體先進(jìn)封裝中的氣泡問(wèn)題，提供多種制程工藝中的氣泡整體解決方案。對Mini/Micro LED、芯片貼合Die Attached、灌注灌封IGBT Potting、底部填膠underfill、點(diǎn)膠封膠Dispensing、OCA lamination等工藝擁有成熟應用經(jīng)驗。想了解更多ELT除泡機信息，請在線(xiàn)或來(lái)電咨詢(xún)15262626897