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底部充胶(Underfill)在表面贴装工艺中技术交流

2018-06-28 08:51:51 【东智精密】   来源: xiexuhui     阅读

       底部充胶对倒装芯片装配的长期可靠性是必须的。胶减少焊接点的应力,将应力均匀地分散在倒装芯片的界面上。每个充胶系统的可靠性可能差别很大,决定于倒装芯片装配的结构;因素包括离板间隙(standoff)高度、芯片钝化、阻焊剂供应商和PCB材料。所希望的制造特性包括快速的流动速率、快速固化、长的储存稳定性和容易使用到倒装芯片座。为了达到成功,充胶的附着、颗粒尺寸分布和填充量必须修整,以满足制造和可靠性要求。


       多数充胶材料是基于环氧树脂的系统,充入50~70%重量的硅来协调稳定膨胀系数(CTE, coefficient of thermal expansion)。所有元素预先混合包装在注射器内,适于所希望的速率和材料储存寿命。注射器大小应该限制操作员的干涉时间为每四到八个小时,因此减少停线期间的材料浪费,但又不太影响产量。


      充胶材料储存在-40°C的冷冻机内,在装上滴胶机之前,解冻至少30分钟。解冻到一个稳定的稳定状态,防止不利的粘度变化,它会引起充胶量的变化。充胶的制造储存寿命应该至少四小时。在这个时间内,滴胶机应该展示连续的胶流、无针嘴滴漏(dripping/drool)和良好的滴胶点尾的断开。超过材料储存寿命可能造成充胶不完整和低劣的附着。
用旋转式胶泵将胶填充到基板。这个阀是坚固的,易于清洁,并可在胶剂寿命内滴出连续一致的胶量。基板温度是不受控制的,其变化决定于经过回流炉之后所持续的时间。胶剂是以充胶到芯片所有四条边的形式滴注的。这种形式提供良好的圆角成型,并且比曾经评估过的单线或L形滴胶更快速。


       在滴胶之前,用设备的视觉程序来定位IC的每条边,减少滴胶嘴由于移位的芯片而被弯曲的机会。损坏的滴胶嘴将不会正确地滴胶,在发觉之前可能引起无数的缺陷。柔性的滴胶嘴是个可接受的替代者,如果视觉要求反过来影响设备的产量。柔性的滴胶嘴在受冲击时会弯曲,但是如果滴胶嘴变形,滴胶精度可能受影响。


        芯片周围 1~2mm 的元件非入区是所希望的,但并不一定总是可行的,因为设计的局限。在本文所述的情况中,有热封装配、一个开关和几个离散元件处在非入区的里面或附近。滴在或流入热封元件和开关区域的胶可能毁坏整个PCB。密封的离散元件不会负面影响射频性能,但将抑制芯片下的胶流。这些元件也将在固化后永久地绑接在位置上,可能使得竖立的电容无法修理。12~16mg的底部充胶提供必要的覆盖并限制污染。

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