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在芯片封裝中，倒裝芯片技術(shù)屬于關(guān)鍵技術(shù)之一，其被廣泛應(yīng)用于不同類型的高級(jí)封裝中。由于結(jié)構(gòu)特殊，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中焊點(diǎn)可靠度較低。為了解決該類問題，底部填充工藝應(yīng)運(yùn)而生。該項(xiàng)工藝主要用來提高連接凸點(diǎn)的可靠性。施工中，如空洞和膠量失配，則會(huì)造成填充質(zhì)量下降:導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。工藝開展期間，必須充分掌握倒裝芯片底部填充膠的工藝流程，充分發(fā)揮其真正應(yīng)用價(jià)值。

倒裝芯片底部填充膠的工藝技術(shù)。該種工藝指的是使用化學(xué)膠水，開展下填充作業(yè)。主要填充對(duì)象為倒裝互連模式的芯片。其中，環(huán)氧樹脂為化學(xué)膠水的重要成分，利用加熱方法，可將膠水從液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)，以此來加強(qiáng)產(chǎn)品連接凸點(diǎn)的抗應(yīng)力能力以及抗跌落性能。工藝作用可分為三類:(1)提供機(jī)械支撐。((2)避免系統(tǒng)受到潮濕環(huán)境的影響，提升系統(tǒng)運(yùn)行性能。(3)防止連接凸點(diǎn)出現(xiàn)熱疲勞現(xiàn)象，增強(qiáng)產(chǎn)品整體的應(yīng)用可靠度。

底部填充工藝流程如下

一套嚴(yán)格且完整的底部填充工藝在實(shí)施過程中一般包含預(yù)烘烤、等離子清洗、填充、固化和檢驗(yàn)等步驟,每個(gè)步驟的需要達(dá)到目的不同,工藝實(shí)施過程中需要對(duì)參數(shù)和操作規(guī)范性進(jìn)行嚴(yán)格把控,否則容易引入額外異常,達(dá)不到預(yù)期的點(diǎn)膠效果。

等離子清洗在倒裝芯片封裝底部填充工藝中的作用

等離子清洗是清洗設(shè)備通過內(nèi)部的電磁場(chǎng)使氬氣或氫氣等氣體激發(fā)出等離子態(tài),等離子體再去轟擊待清洗產(chǎn)品的表面,通過轟擊過程中發(fā)生的物理和化學(xué)反應(yīng),達(dá)到清洗的目的。其中,物理反應(yīng)機(jī)制是活性粒子轟擊待清洗表面,使污染物脫離表面最終被真空泵吸走。化學(xué)反應(yīng)機(jī)制是各種活性的粒子和表面的污染物反應(yīng),生成易揮發(fā)性的物質(zhì),再由真空泵吸走揮發(fā)性的物質(zhì)。等離子清洗的主要目的是改善基板表面的粗糙度,清除污染和雜質(zhì),為底部填充過程提供一個(gè)干凈的環(huán)境,同時(shí)隨著基板表面粗糙度的改善,膠液的流動(dòng)性會(huì)更好。

等離子清洗對(duì)基板浸潤(rùn)性的影響

為了確認(rèn)不同表面處理的陶瓷基板表面的浸潤(rùn)性,分別對(duì)未經(jīng)等離子清洗和等離子清洗后的陶瓷基板進(jìn)行接觸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖1所示分別為未經(jīng)等離子清洗和等離子清洗后,水和底部填充膠在陶瓷基板表面接觸瞬間的接觸角照片。可以看出未經(jīng)等離子清洗時(shí),水和底部填充膠在陶瓷基板表面的接觸角分別為81.1°和45.8°;在等離子清洗后,水和底部填充膠在陶瓷基板表面的接觸角均有所減小,分別變?yōu)?6.8°和21.1°。這一方面是由于經(jīng)等離子清洗后陶瓷基板表面的親水基增多、憎水基減少,另一方面是由于等離子清洗在一定程度上減少了陶瓷表面的殘留污染物,最終提高了水和底部填充膠在陶瓷表面的浸潤(rùn)性。

圖1 等離子清洗前后底部填充膠在陶瓷基板上的接觸角對(duì)比

倒裝芯片封裝過程中,底部填充膠的流動(dòng)性決定了填充效率,進(jìn)而影響生產(chǎn)效率及成本。通過等離子清洗后,水及底部填充膠在陶瓷基板表面的浸潤(rùn)性均有所提高;等離子清洗還能促進(jìn)底部填充膠在芯片和陶瓷基板之間的流動(dòng)，從而有效減少底部填充膠的流動(dòng)時(shí)間,提高填充效率,從而提升工程生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本。