秦苏琼，王志，吴淑杰，谭伟
择要：
芯片底部添补胶紧张用于CSP/BGA 等倒装芯片的补强，提高电子产品的机器性能和可靠性。根据芯片组装的哀求，谈论了底部添补胶在利用中的工艺哀求以及毛病剖析方法。
倒装焊连接技能是目前半导体封装的主流技能。倒装芯片连接引线短，焊点直接与印刷线路板或其它基板焊接，引线电感小，旗子暗记间窜扰小，旗子暗记传输延时短，电性能好，是互连中延时最短、寄生效应最小的一种互连方法。这些优点使得倒装芯片在便携式设备轻薄、短小的哀求下得到了快速发展。图1 是在手机、平板电脑、电子书等便携设备中常用的BGA/CSP 芯片构造。BGA/CSP 的芯片引脚在元件的底部，成球栅矩阵排列，通过底部焊点与线路板进行连接。
在便携式设备中的线路板常日较薄，硬度低，随意马虎变形，细间距焊点强度小，因此芯片耐机器冲击和热冲击差。为了能够知足可靠性哀求，倒装芯片一股采取底部添补技能，对芯片和线路板之间的空隙进行底部添补补强。底部添补材料是在毛细浸染下，使得流动着的底部添补材料完备地添补在芯片和基板之问的空隙内。由于采取底部添补胶的芯片在跌落试验和冷热冲击试验中有精良的表现，以是在焊锡球直径小、细间距焊点的BGA/CSP 芯片组装中都要进行底部补强。工艺流程见图2 所示。
在线路板组装生产中，对芯片底部添补胶有易操作，快速流动，快速固化的哀求，同时还要知足添补性，兼容性和返修性等哀求。本文紧张根据芯片组装的哀求，谈论了底部添补胶在利用中的工艺哀求以及毛病剖析方法。
1 工艺谈论
1.1 施胶办法
由于线路板的设计不同，倒装芯片的周围会有其他的元器件，因此产生了多种施胶办法。如果芯片尺寸大、焊点间距小，施胶过程还会有二次施胶或三次施胶以担保添补完备。常日底部添补胶的施胶过程紧张有两种：单边添补和L 形添补。也有一些其他办法添补，例如：半L 形添补、U 形添补等（见图3）
1.2 流动性
组装过程的流水线作业对底部添补胶施胶后流满芯片底部的韶光是有限定的，常日不会超过10 min。胶水的流动性与锡球间距，锡球尺寸有关。锡球直径小、间距小，流动就会慢，反之则快。胶水的制造商常日会用玻璃片和玻璃片搭接，掌握两片玻璃之间的间隙来仿照生产中的流动性（见图4）。详细测试方法为在室温下胶水流过火歧的间隙，记录胶水流到25 mm(1 英寸)须要的韶光。测试流动性的间隙可以为100、150 和250 μm 等。
流动性的调度紧张是通过底部添补胶的黏度来实现。黏度小流动性好，当然黏度也不能过小，否则生产过程中随意马虎滴胶。如果室温流动的话，建议底部添补胶的黏度在0.3～1.2 Pa·s。施胶过程对胶体或者基板进行加热可以加快流动，这样底部添补胶的黏度可以再高一些。
1.3 固化哀求
由于主板上已经组装了电子元器件，底部添补胶的固化过程有着温度哀求，这是为了保护主板上的其他电气器件以及焊点。其余，同样来低廉甜头程的哀求，固化速率常日哀求只管即便的短，过长的固化韶光会影响流水线作业的效率。通用的底部添补胶的固化条件为：温度≤150℃，固化韶光≤10 min。回流焊固化由于有温区设置，固化效果会比烘箱更好也更高效。底部添补胶水固化温度和韶光的确定可以参考差示扫描量热仪（DSC）动力学剖析数据（见图5）。
1.4 返修性
由于线路板的代价较高，线路板组装完成后对整板的测试过程如果创造芯片不良的话就要对芯片进行返修，这就哀求底部添补胶水具有可返修性。
芯片返修的步骤为：打消芯片四周胶水- 卸去芯片- 清理残胶。将返修板放置在返修平台上，用热风枪加热芯片表面到100～150℃，热风枪与芯片表面间隔约3～5 mm。用牙签或镊子去除芯片四周的胶水。胶水撤除后用热风枪加热芯片表面到220℃以上，加热韶光小于1 min，以免对主板造成侵害。待锡球融化后用镊子将芯片拆除，用烙铁加吸锡带将残留在电路板表面的残锡去掉。再将热风枪温度调到100～150℃，用镊子清理残胶。为了保护主板，全体返修过程韶光越短越好（见图6）。
底部添补胶的可返修性与填料以及玻璃化转变温度Tg 有关。添加了无机填料的底部添补胶
由于固化后胶体强度大，附着在线路板上很难打消，以是如果有返修哀求的胶水不能添加填料。Tg是指底部添补胶从玻璃态到高弹态的转变温度，超过了Tg 的底部添补胶变软后易于打消。和固化哀求一样，为了保护元器件，芯片返修加热温度不宜过高。如果Tg 高，胶体在100～150℃的操作温度下难以打消。Tg 温度低易于打消，但是Tg 太小又不利于增强芯片的机器性和耐热性。常日可返修的底部添补胶的Tg 建议掌握在60～85℃之间较好。
2 毛病剖析
2.1 兼容性剖析
兼容性问题指的是底部添补胶与助焊剂之间的兼容性。助焊剂在焊接过程中起到保护和防止氧化的浸染，它的身分紧张是松喷鼻香树脂、有机酸活性剂、有机溶剂等。虽然在芯片焊接后会对助焊剂进行洗濯，但是并不能担保助焊剂被彻底打消。底部添补胶是稠浊物，紧张是由环氧树脂、固化剂和引发剂等组成。底部添补胶中的身分有可能会与助焊剂的残留物发生反应，这样底部添补胶配比发生了变革，可能发生胶水延迟固化或不固化的情形。因此在选择底部添补胶的时候要考虑兼容性问题。
兼容性测试可以通过切片剖析来不雅观察，也可以将胶水与锡膏稠浊后固化来快速判断。稠浊后的底部添补胶和锡膏按照规定韶光温度固化后没有气泡或不固化情形，就解释没有兼容性问题。如果不能剖断是否完备固化，可以利用差示扫描量热仪DSC 测试是否有反应峰来验证。
2.2 切片剖析
底部添补胶固化后通过芯片四周可以不雅观察到胶水表面情形，但是内部的毛病如不固化、添补不满、气孔等则须要通过切片剖析才可以不雅观察。切片剖析是将固化后的芯片与线路板切下，用研磨机器从线路板面打磨，研磨到锡球与胶水层，在显微镜下不雅观察胶水在芯片底部的添补情形。
底部添补胶的不固化情形常日是由于胶水的固化温度、韶光不足或者是兼容性问题造成的。造成添补不满和气孔的缘故原由紧张有：胶水流动性、胶水气泡、基板污染、基板水气等。胶水添补不满会对跌落测试造成影响，随意马虎有开裂问题。而气孔问题则会在热冲击实验中涌现较大影响，在高温度下气孔出会产生应力，对胶体和焊点造成毁坏。
3 结束语
倒装芯片的组装流程哀求底部添补胶水须要低黏度能实现快速流动，中低温下快速固化，并且具有可返修性。底部添补胶不能存在不固化、添补不满、气孔等毛病。倒装芯片的运用注定了须要对芯片补强，而底部添补胶为保护元器件起到了必要决定性浸染。
