Nei processi di confezionamento dei chip, il riempimento incompleto o la scarsa permeazione del riempimento insufficiente possono compromettere l'affidabilità del dispositivo, causando guasti da stress termico, rottura dei giunti di saldatura e altri problemi. Di seguito è riportata un'analisi sistematica delle cause e una serie di soluzioni:
I. Analisi delle cause profonde
1. Proprietà dei materiali
Alta viscosità: una viscosità eccessiva ostacola il flusso, con conseguente permeazione insufficiente.
Velocità di polimerizzazione non corrispondente: polimerizzazione eccessivamente rapida (solidificazione prematura) o polimerizzazione eccessivamente lenta (ristagno prima del riempimento completo).
Conservazione non corretta: adesivo scaduto,-assorbito da umidità o-degradato dal calore.
2. Problemi relativi ai parametri di processo
Parametri di dispensazione errati: volume insufficiente, percorso di dispensazione non ottimale (aree critiche mancanti) o velocità di dispensazione eccessiva.
Scarso controllo della temperatura: il substrato o il chip non preriscaldato aumenta la viscosità alle basse temperature; temperatura/tempo di polimerizzazione al di fuori della finestra di processo specificata.
Vuoto/pressione insufficienti: la mancanza di-riempimento assistito dal vuoto indebolisce il flusso guidato dall'azione capillare-.
3. Carenze nella progettazione strutturale
Altezza di distanziamento insufficiente: spazio tra truciolo-e-substrato troppo piccolo (ad es.<50μm), increasing flow resistance.
Ostruzioni strutturali: array BGA ad alta-densità, layout di bump inefficienti o barriere fisiche (ad es. anelli di tenuta).
Scarsa ventilazione: aria intrappolata nel percorso del flusso a causa della mancanza di canali di ventilazione.
4. Fattori ambientali
Temperatura/Umidità incontrollata: elevata umidità che causa assorbimento di umidità; fluttuazioni di temperatura che alterano la viscosità.
Pulizia insufficiente: contaminanti particolati che bloccano i percorsi del flusso.
II. Soluzioni
1. Ottimizzazione dei materiali
Selezionare adesivi a bassa-viscosità o auto-fluenti (ad es. viscosità<2000 cP); consider compatible diluents if validated.
Regola il profilo di polimerizzazione: estendi il riscaldamento di pre-polimerizzazione per garantire un flusso sufficiente; allineare il gradiente di temperatura con le proprietà adesive.
Implementa una conservazione rigorosa: refrigerazione-sensibile alla luce (ad es. 2-8 gradi), portarla a temperatura ambiente prima dell'uso e mescolare accuratamente.
2. Miglioramenti del processo
Parametri di erogazione:
Adotta l'erogazione multi-ago o a spirale per una copertura più ampia.
Determinare sperimentalmente il volume ottimale (ad esempio, 1,5x altezza della sfera di saldatura).
Preriscaldamento substrato/chip: intervallo tipico 80–120 gradi (dipendente dall'adesivo-) per ridurre la viscosità.
Vuoto-riempimento assistito: applica pressione/vuoto (5–50 kPa) per migliorare l'azione capillare.
Processo di polimerizzazione adattato: implementa una polimerizzazione a più-fasi (pre-polimerizzazione + polimerizzazione principale) per garantire il flusso completo prima della completa solidificazione.
3. Adeguamenti del progetto strutturale
Increase standoff height: Optimize solder ball height or substrate design to maintain >Spazio di 50μm (bilanciando la resistenza meccanica).
Ottimizza il layout: evita le "zone morte" nelle aree ad alta-densità dei palloni; prendere in considerazione accordi BGA scaglionati, se necessario.
Aggiungi fori di ventilazione: progetta micro-canali di ventilazione sui bordi del substrato o aperture temporanee per facilitare la fuoriuscita dell'aria.
4. Controllo ambientale e delle apparecchiature
Mantenere le condizioni ambientali: temperatura 25±2 gradi, umidità 40–60% RH.
Calibrazione regolare dell'attrezzatura di erogazione: previene l'intasamento o l'erogazione irregolare tramite la manutenzione della valvola.
Gestione della pulizia: utilizza filtri ad alta-precisione (ad es. 5 μm) per rimuovere i contaminanti particolati.
III. Convalida e test
Test di flusso: utilizzare substrati di vetro trasparenti per simulare l'incapsulamento e osservare il percorso del flusso/velocità di riempimento.
Ispezione a raggi X-: controlla l'uniformità della permeazione all'interno degli spazi tra le sfere di saldatura.
Test di affidabilità: convalida delle prestazioni tramite cicli termici (-40–125 gradi) e test di vibrazione meccanica.
IV. Esempi di casi
Caso 1: Una confezione BGA presentava un riempimento incompleto a causa di un'altezza di stallo di 30μm. Soluzione: passaggio a un adesivo a bassa-viscosità (1500 cP) con assistenza del vuoto, aumentando il tasso di riempimento al 95%.
Caso 2: La polimerizzazione prematura ha causato un fallimento della permeazione. Profilo di polimerizzazione modificato riducendo-la temperatura di prepolimerizzazione da 100 gradi a 80 gradi ed estendendo il tempo di flusso a 3 minuti-problema risolto.
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