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底填胶应用
2025年03月01日 11:18   浏览:572   作者:小萍子

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底填胶应用


一、电子产品发展趋势

1

设计方面



-细小

-纤薄

-轻巧

-容易携带


2

设计方面


3

效能方面

-多功能

-操作简单

-快速

-存储量大

-可靠

-低成本


4

如何达到以上要求

板上芯片(DCA)技术


■ 电路板趋向于更小型,更便宜,更轻巧及更密集

■ I/O終端位置及排列


二、最常用DCA技术



1.倒裝芯片的好处

■ 不须包封

■ 散热性能较好

■ 导电性较好



2. 五种焊接倒装芯片的工艺

■进胶工艺

 --C4 工艺\SBB 工艺

■不进胶工艺

 --回流焊制程—四角固定

■热压工艺

 --同时加热加压

■BGA UV固定

■BGA 红胶固定



3. 倒装芯片制作流程



4. 倒装芯片底部填充


■

虹吸现象


■

施胶原理-虹吸现象


三、点胶

1. 点胶过程的关键因素


■点胶前PCB最好经过烘烤,减少水汽和Flux残留;


■点胶量:不足导致可靠性降低、过多会溢流到芯片底部以外。填充量取决于填充空间的准确计算以及填充工具的精度。


■点胶温度:预热、加热以及填充后的加热对其流动性有很大的影响。


■点胶路径:从一边填充会导致流动时间长,从两边填充会导致内部产生气孔。



2.  点胶路径

多试几种点胶路径找出最好的路径,常用的点胶路径有如下几种:




3. Underfil的流动时间

流动时间为:

这里:


t=时间(秒)

µ=流体粘度

L=流动距离

h=间隙或锡球高度

Φ=接触或湿润角

λ=液体蒸汽界面的表面张力


(这些参数的值需要在液体滴胶温度,通常90°C时获得。)


4. 底部填充剂的涂布过程 


5. 流动速度测试


6. 温度对施胶速度的影响

20微米间隙 - 流动速度测试


7. 在室温中渗透时间与距离


8. 在60度渗透时间与距离


四、底部填充剂应用

应用的发展

底部填充剂由原本为倒装芯片设计推广到至今的表面安装元件工艺上,如CSP和BGA等。



典型型号介绍


注:

可为客户作参数调整


进胶时间对比示意图


影响涂胶量的参数


气压



涂敷速度



针嘴直径/长度



涂敷模式



硬化性能


倒裝芯片底部填充剂的趋势


流动更快



固化速度更快



裸芯片更薄



裸芯片面积更大



要求更高可靠性



可维修


五、倒裝芯片底部填充

1

施胶模式


单角施胶

■适合较小片(小于 6 毫米)

■比较快


单边施胶


半 L 形施胶


全 L 形施胶


2

影响工艺速度的参数


施胶速度


施胶模式


选用最佳程式


预热板温度


3

倒裝芯片检验方法


 芯片剪切拉力测试

■焊球应留在底板上

■于底部填充前测试



X - 射线

■检验焊球对位及缺漏

■准确度不及 C-SAM (声波扫描显微镜)



C-SAM (声波扫描显微镜)

■透射式

可看见分层,但不能确定位置及界面

■脈沖式

可确定分层的位置及界面


4

气泡扩展


5

芯片破裂


6

Underfill与底板分离后导致焊球断裂


7

Uderfill与底板分离后导致焊球断裂

扫描式显微镜影像


8

量度玻璃转移温度 Tg 的方法

■微分扫描量热学

DSC(DifferentialScanningCalorimetry)


■热力机械分析

TMA (Thermo Mechanical Analysis)

   ■可量度热膨胀系数(CTE)


■动力机械分析

DMA (Dynamic Mechanical Analysis)


9

不同方法产生不同数据

*以上是同一种胶水做出来的结果


六、倒裝芯片底部填充剂

1. 单液高温固化环氧树脂

■

特性要求



流动性好



分散及减小焊锡接触点的应力



减低芯片及基材 CTE 分別



达到冷热冲击的要求


2. 不同材料的热膨胀系数


3. CSP 焊接位的应力

■热应力


■弯曲应力


■冲击应力


4. 焊接点可靠性的比较


QFP, SOP



CSP, BGA  (Bump type)


5. 测试对比结果

■跌落冲击

0.5mm Bump ,0.8mm Pitch CSP / 1.6mm CEM3 PCB : 40 g


■高度 : 1.5m ; 水泥地


6. 冷冻-解冻过程的气泡形成机理

当冷藏的针管(-20℃)突然暴露在较高温度下(25℃),针管内就有可能产生气泡。气泡产生的原因是由于胶在解冻过程中会脱离管壁,导致胶与管壁之间产生少许空气,从而在胶体内形成了气泡。


7. 不恰当的材料操作方法







8. 正确的材料操作方法


七、维修工艺

BGA返修流程

BGA返修大致分以下六步:


■

返修流程图


■

BGA R/W 维修设备


■

加热台对BGA加热


返修第一步




■使用耐高温胶带或制具将BGA进行固定使用返修台或热风枪对BGA进行加热,温度设定可以参考reflow profile;


■热风枪的加热温度设定为250C~300C,加热时间应不少于60秒。


返修第二步




■使用尖头镊子去除BGA周围的底部填充胶;


■使用尖嘴镊子松动BGA,并用力向上将BGA从基板上取下使用尖嘴镊子移动BGA的时候,需要适当用力扭曲BGA,这样可以防止焊盘掉落。


■使用治具可以有效减少掉焊盘和绿油的情况。


返修第三步




■使用尖嘴或平板电烙铁清除基板上的焊锡和残胶;


■使用平板烙铁头和吸锡带,助焊剂清除残余焊锡推荐使用全自动返修台进行加热和真空吸嘴除胶。


返修第四步




■使用无尘擦拭纸和丙酮溶剂对基板擦拭;重复以上步骤直到板上无明显残胶;


■DYNASOLVE165对固化的环气胶有溶胀的作用,经浸泡5~20分钟后残胶更容易清除,再次植球。





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