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底部填充膠常見問題及空洞產生的原因

來源: 瀏覽: 發布日期:2020-10-22 13:50:10
信息摘要:
  底部填充技術上世紀七十年代發源於IBM公司,目前已經成為電子製造產業重要的組成部分。起初該技術的應用範圍隻限於陶瓷基板,直到工業界從陶瓷基板過渡到有機(疊層)基板,底部填充技術才得到大規模應用,並

  底部填充技術上世紀七十年代發源於IBM公司,目前已經成為電子製造產業重要的組成部分。起初該技術的應用範圍隻限於陶瓷基板,直到工業界從陶瓷基板過渡到有機(疊層)基板,底部填充技術才得到大規模應用,並且將有機底部填充材料的使用作為工業標準確定下來。

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  1.底部填充膠的定義

  底部填充膠(Underfill)對SMT(電子電路表麵組裝技術)元件(如:BGA、CSP芯片等)裝配的長期可靠性是必須的。選擇合適的底部填充膠對芯片的跌落和熱衝擊的可靠性都起到了很大的保護作用。在芯片錫球陣列中,底部填充膠能有效的阻止焊錫點本身(即結構內的最薄弱點)因為應力而發生應力失效。此外,底部填充膠的第二個作用是防止潮濕和其他形式的汙染。

  2.底部填充膠常見問題

  底部填充膠在使用過程中,出現空洞和氣隙是很常見的問題,出現空洞的原因與其封裝設計和使用模式息息相關,典型的空洞會導致可靠性的下降。了解空洞行成的不同起因及其特性,將有助於解決底部填充膠的空洞問題。

  1)底部填充膠空洞的特性

  了解空洞的特性有助於將空洞與它們的產生原因相聯係,其中包括:

  ◥形狀——空洞是圓形的還是其他形狀?

  ◥尺寸——通常描述成空洞在芯片平麵的覆蓋麵積。

  ◥產生頻率——是每10個容器中出現一個空洞,還是每個器件出現10個空洞?空洞是在特定的時期產生,還是一直產生,或者是任意時間產生?

  ◥定位——空洞出現芯片的某個確定位置還是任意位置?空洞出現是否與互連凸點有關?空洞與施膠方式又有什麽關係?

  2)底部填充膠空洞的檢測方法

  underfill底部填充膠空洞檢測的方法,主要有以下三種:

  ◥利用玻璃芯片或基板

  直觀檢測,提供即時反饋,缺點在於玻璃器件上底部填充膠(underfill)的流動和空洞的形成與實際的器件相比,可能有細微的偏差。

  ◥超聲成像和製作芯片剖麵

  超聲聲學成像是一種強有力的工具,它的空洞尺寸的檢測限製取決於封裝的形式和所使用的儀器。

  ◥將芯片剝離的破壞性試驗

  采用截麵鋸斷,或將芯片或封裝從下underfill底部填充膠上剝離的方法,有助於更好地了解空洞的三維形狀和位置,缺點在於它不適用於還未固化的器件。

  3)底部填充膠空洞產生的原因

  ◥流動型空洞

  流動型空洞(其中還存在著幾種類型),都是在underfill底部填充膠流經芯片和封裝下方時產生,兩種或更多種類的流動波陣麵交會時包裹的氣泡會形成流動型空洞。

  流動型空洞產生的原因

  ①與底部填充膠施膠圖案有關。在一塊BGA板或芯片的多個側麵進行施膠可以提高underfill底填膠流動的速度,但是這也增大了產生空洞的幾率。

  ②溫度會影響到底部填充膠的波陣麵。不同部件的溫度差也會影響到膠材料流動時的交叉結合特性和流動速度,因此在測試時應注意考慮溫度差的影響。

  ③膠體材料流向板上其他元件(無源元件或通孔)時,會造成下底部填充膠(underfill)材料缺失,這也會造成流動型空洞。


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