隨著電子產品的(de)發(fa)展(zhan)趨(qu)向微(wei)型化、薄型化、高性(xing)能化，IC封裝也趨(qu)于(yu)微(wei)型化、高度集成化方向發(fa)展(zhan)。如圖顯示(shi)了倒(dao)裝芯(xin)(xin)片和引(yin)線鍵(jian)合封裝內部結構的(de)比較。倒(dao)裝芯(xin)(xin)片表示(shi)將帶有(you)焊料凸(tu)塊(kuai)的(de)芯(xin)(xin)片的(de)圖案化面翻轉以直接互連(lian)(lian)(lian)到帶有(you)焊球的(de)基板，在引(yin)線鍵(jian)合封裝中(zhong)(zhong)，長(chang)導(dao)線連(lian)(lian)(lian)接在芯(xin)(xin)片和基板之間(jian)。倒(dao)裝芯(xin)(xin)片技術中(zhong)(zhong)的(de)短(duan)互連(lian)(lian)(lian)比長(chang)線連(lian)(lian)(lian)接更(geng)有(you)利于(yu)制造更(geng)薄更(geng)小的(de)集成電路系統并提高電氣性(xing)能。

       以Underfill為例，在CSP、BGA、POP、Flip chip等工藝(yi)中(zhong)中(zhong)底(di)部(bu)(bu)填(tian)(tian)充(chong)是封(feng)(feng)裝技術中(zhong)關鍵的(de)工藝(yi)流程(cheng)之一(yi)。簡(jian)單(dan)來(lai)說，底(di)部(bu)(bu)填(tian)(tian)充(chong)工藝(yi)(underfill)是將環(huan)氧(yang)樹脂膠水點涂(tu)在倒(dao)裝晶片(pian)邊緣，液(ye)體通過氣(qi)(qi)液(ye)界面(mian)處的(de)毛(mao)細作用滲透到(dao)狹窄(zhai)的(de)間(jian)(jian)隙(xi)中(zhong)，這一(yi)過程(cheng)稱為微毛(mao)細管流動。倒(dao)裝芯(xin)片(pian)封(feng)(feng)裝中(zhong)，將底(di)部(bu)(bu)填(tian)(tian)充(chong)環(huan)氧(yang)樹脂填(tian)(tian)充(chong)到(dao)芯(xin)片(pian)和基(ji)板之間(jian)(jian)的(de)間(jian)(jian)隙(xi)中(zhong)，以防止焊(han)料(liao)凸點上的(de)裂縫和熱(re)疲勞(lao)導(dao)致(zhi)的(de)電氣(qi)(qi)故障。硅芯(xin)片(pian)和有機基(ji)板之間(jian)(jian)的(de)熱(re)膨(peng)脹系數 (CTE) 的(de)巨大(da)差異可(ke)能會(hui)在熱(re)循環(huan)期間(jian)(jian)對互(hu)連造(zao)成顯(xian)著的(de)熱(re)應(ying)力(li)。因此(ci)，底(di)部(bu)(bu)填(tian)(tian)充(chong)環(huan)氧(yang)樹脂可(ke)通過 CTE 失配緩解應(ying)力(li)，并(bing)減(jian)少基(ji)板的(de)沖擊(ji)和變形，以及保證焊(han)點的(de)可(ke)靠性。

       然而，隨(sui)著(zhu)倒裝(zhuang)焊球間(jian)隙的(de)縮小，焊球數量不(bu)斷地增加，底部(bu)填(tian)充(chong)工藝難度越來越大，分(fen)段點膠以及不(bu)同點膠方式的(de)配合使用(yong)環境(jing)下，底部(bu)填(tian)充(chong)材料的(de)流動路徑也變得(de)更加復雜(za)，因(yin)此容(rong)易在(zai)固化后產(chan)生孔洞， 進而可(ke)能導致產(chan)品的(de)可(ke)靠(kao)性下降，出(chu)現封(feng)裝(zhuang)失效的(de)問題。

       經(jing)過對大(da)量失效產(chan)品的(de)分(fen)析與(yu)總(zong)結，底部填膠中的(de)空洞氣(qi)泡(pao)一般分(fen)為三種：分(fen)別是(shi)隨機分(fen)布型(xing)空洞、助焊劑殘(can)留(liu)型(xing)孔洞和空氣(qi)內包型(xing)空洞。

       隨機分散型(xing)孔洞形成的原因主要包括兩個方(fang)面：1.基板(ban)吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)；2.待點(dian)膠(jiao)產(chan)品在(zai)烘烤固化(hua)前吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)。基板(ban)本身(shen)是高(gao)分子復合材料，生(sheng)產(chan)車間(jian)中存在(zai)一(yi)定的濕(shi)(shi)氣(qi)，吸(xi)(xi)濕(shi)(shi)的基板(ban)在(zai)點(dian)膠(jiao)后， 潮氣(qi)依(yi)然吸(xi)(xi)附于基板(ban)面，經固化(hua)烘烤后可能依(yi)然有部(bu)分殘存在(zai)封(feng)裝(zhuang)體內(nei)部(bu)。

       所以在產品在點膠(jiao)前進(jin)行烘(hong)烤(kao)是(shi)為了去除(chu)基板(ban)中的潮氣和濕(shi)氣，不(bu)同類型、 不(bu)同尺寸的產品可(ke)設置(zhi)不(bu)同時間(jian)的烘(hong)烤(kao)程序(xu)。另外從產品烘(hong)烤(kao)到點膠(jiao)完進(jin)行固化，各個工序(xu)之(zhi)間(jian)有等待時間(jian)，對于各工藝節(jie)點間(jian)的節(jie)拍的把握(wo)也(ye)是(shi)影響良率的重要因(yin)素。

       底部(bu)填(tian)(tian)充(chong)在(zai)(zai)(zai)芯片倒(dao)(dao)裝之后，若助焊(han)(han)劑(ji)(ji)清洗不(bu)干凈，則會導(dao)致底部(bu)填(tian)(tian)充(chong)延遲固(gu)化甚至不(bu)固(gu)化，同時(shi)會導(dao)致底部(bu)填(tian)(tian)充(chong)膠的(de)粘接力下降，影(ying)響器件的(de)質(zhi)量。助焊(han)(han)劑(ji)(ji)清洗后在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)球(qiu)周圍殘留，其表面能與基板阻焊(han)(han)層芯片鈍化層不(bu)同，膠體在(zai)(zai)(zai)流經焊(han)(han)球(qiu)附近時(shi)形(xing)成不(bu)規則流動或包裹空氣現象， 使(shi)得焊(han)(han)球(qiu)附近存在(zai)(zai)(zai)微孔洞。倒(dao)(dao)裝焊(han)(han)后的(de)助焊(han)(han)劑(ji)(ji)需清洗干凈，才能有效地保障(zhang)倒(dao)(dao)裝焊(han)(han)器件的(de)長期(qi)可靠(kao)性。

       ;空氣內包型(xing)孔(kong)洞一般來(lai)源于基板(ban)清洗(xi)不充(chong)分，影(ying)響膠(jiao)(jiao)體在(zai)(zai)(zai)芯(xin)片(pian)底(di)部不同區域的(de)流動(dong)(dong)速率，容易產生孔(kong)洞；點膠(jiao)(jiao)工藝本身也是(shi)影(ying)響因素，邊緣效應(ying)的(de)存在(zai)(zai)(zai)使得膠(jiao)(jiao)體在(zai)(zai)(zai)芯(xin)片(pian)底(di)部流動(dong)(dong)的(de)平(ping)面形成月(yue)牙型(xing)，導(dao)致在(zai)(zai)(zai)遠離點膠(jiao)(jiao)位(wei)置角落或(huo)者(zhe)對(dui)角線區域留下較大的(de)氣泡。點膠(jiao)(jiao)方式常用(yong)的(de)有 I 型(xing)、 L 型(xing) 、U 型(xing)、I+U型(xing)等，應(ying)根據芯(xin)片(pian)的(de)大小、形狀及其在(zai)(zai)(zai)基板(ban)上的(de)位(wei)置來(lai)選(xuan)擇(ze)具體的(de)點膠(jiao)(jiao)形式。

       對于(yu)改(gai)善(shan)上述的空(kong)洞氣(qi)泡(pao)(pao)問題(ti)(ti)芯(xin)片可以(yi)通(tong)過(guo)改(gai)善(shan)焊球分布、控制基板烘(hong)烤和工藝窗口時間(jian)、優化助(zhu)焊劑(ji)用量及(ji)清(qing)洗參數、優化點膠(jiao)工藝參數、優化點膠(jiao)方(fang)式(shi)/溫(wen)度以(yi)及(ji)固化條件等方(fang)式(shi)。可以(yi)看出此類方(fang)法需要芯(xin)片設計與整(zheng)線工藝的優化配(pei)合調整(zheng)，除此之外我們也可以(yi)通(tong)過(guo)真空(kong)壓(ya)力(li)除泡(pao)(pao)設備(bei)解決氣(qi)泡(pao)(pao)問題(ti)(ti)。

       溶(rong)解(jie)與(yu)擴散是解(jie)決氣(qi)泡(pao)空洞問(wen)題的(de)(de)(de)兩大基本原理，結(jie)合設備(bei)的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)從微(wei)觀層(ceng)面來說，空氣(qi)是無法和膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)進行反應的(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)，但(dan)仍(reng)然會溶(rong)于膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)，之所(suo)以溶(rong)解(jie)度(du)不佳，主要原因(yin)是他們的(de)(de)(de)對稱性和線性導(dao)致(zhi)了它們的(de)(de)(de)偶極矩(ju)為零，這(zhe)就導(dao)致(zhi)它們無法與(yu)膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)中的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)有(you)較強的(de)(de)(de)相互(hu)作(zuo)用。但(dan)是它們仍(reng)然能(neng)(neng)(neng)(neng)溶(rong)于膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)，這(zhe)是因(yin)為電子(zi)(zi)(zi)云是不斷運動(dong)的(de)(de)(de)，總會有(you)電子(zi)(zi)(zi)分(fen)(fen)(fen)(fen)布(bu)不均(jun)勻的(de)(de)(de)時(shi)候，所(suo)以在(zai)某一(yi)瞬間它們的(de)(de)(de)瞬時(shi)偶極或者(zhe)誘導(dao)偶極會和膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)永恒(heng)偶極作(zuo)用，簡(jian)單來說就是氣(qi)體(ti)和膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)之間范德華力(li)克服了氣(qi)體(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)動(dong)能(neng)(neng)(neng)(neng)，從而微(wei)溶(rong)于膠(jiao)(jiao)材(cai)(cai)。但(dan)是并不是所(suo)有(you)氣(qi)體(ti)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)都會被“困住(zhu)”，因(yin)為根據波爾茨(ci)曼(man)分(fen)(fen)(fen)(fen)布(bu)（Boltzmann distribution），只有(you)少部分(fen)(fen)(fen)(fen)動(dong)能(neng)(neng)(neng)(neng)極小(xiao)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)(zi)才(cai)能(neng)(neng)(neng)(neng)被微(wei)弱(ruo)的(de)(de)(de)范德華力(li)給束縛住(zhu)。

       溫度和壓力(li)是(shi)改(gai)變氣體(ti)在液體(ti)中的溶(rong)解度兩個(ge)要素。溫度越(yue)(yue)低，溶(rong)解度越(yue)(yue)大，壓強(qiang)越(yue)(yue)大，溶(rong)解度越(yue)(yue)大。

       溫度(du)越(yue)(yue)高，分子(zi)的(de)熱運動越(yue)(yue)劇烈,分子(zi)動能(neng)也(ye)越(yue)(yue)大原來被液體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分子(zi)束縛的(de)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分子(zi)具有(you)更多的(de)能(neng)量,容易(yi)擺脫液體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分子(zi)的(de)束縛到(dao)空氣(qi)中(zhong)，所以氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)溶(rong)解度(du)隨溫度(du)的(de)升高而減(jian)小。在氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)溶(rong)于(yu)液體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)這個(ge)過(guo)程中(zhong)，氣(qi)相到(dao)溶(rong)液，有(you)序度(du)增(zeng)加(jia)所以熵是減(jian)小的(de)，氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)分子(zi)之間幾(ji)乎沒有(you)吸(xi)引力，但(dan)是氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)溶(rong)解后，分子(zi)間產(chan)生了吸(xi)引力，形成(cheng)相互作用(yong)力因此焓(han)(han)是增(zeng)加(jia)的(de)。簡而言之，焓(han)(han)反(fan)(fan)映分子(zi)間的(de)作用(yong)力，因為是個(ge)放熱反(fan)(fan)應，所以降溫有(you)助于(yu)降低自(zi)由能(neng)變，更有(you)助于(yu)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)溶(rong)解這個(ge)過(guo)程自(zi)發進行(xing)。

       增大(da)壓強(qiang)，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分子(zi)(zi)密度增大(da)和(he)液(ye)(ye)面碰(peng)撞(zhuang)的機會增加(jia)更容易被液(ye)(ye)體(ti)(ti)分子(zi)(zi)俘獲，進入液(ye)(ye)體(ti)(ti)中。所(suo)以氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的溶(rong)解(jie)度隨壓強(qiang)的增大(da)而增大(da)。壓強(qiang)對氣(qi)(qi)體(ti)(ti)溶(rong)解(jie)度的影響，是氣(qi)(qi)體(ti)(ti)碰(peng)撞(zhuang)的宏觀體(ti)(ti)現，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)和(he)液(ye)(ye)面碰(peng)撞(zhuang)加(jia)劇，碰(peng)撞(zhuang)頻率(lv)就變(bian)高。實際上(shang)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)和(he)液(ye)(ye)體(ti)(ti)分子(zi)(zi)間的范德華吸引力的大(da)小并(bing)未改變(bian)，但(dan)是碰(peng)撞(zhuang)頻率(lv)增大(da)，也能導致(zhi)單位(wei)時間內有更多的氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分子(zi)(zi)被液(ye)(ye)相控(kong)制住，導致(zhi)溶(rong)解(jie)度增加(jia)。

       例如，將(jiang)一瓶未開(kai)的可樂帶上(shang)山(shan)，如果(guo)在山(shan)上(shang)休息一段時間，然(ran)后(hou)開(kai)瓶，會發現可樂會“沖”出來(lai)。這就是因為山(shan)上(shang)的氣壓降(jiang)低(di)，瓶內氣體(ti)的壓強會受到影響(xiang)降(jiang)低(di)，氣體(ti)溶解度降(jiang)低(di)，被釋放(fang)出來(lai)，直到瓶內氣體(ti)狀態平(ping)衡(heng)。因為此時瓶內的氣壓是高過大氣壓的，所以(yi)開(kai)瓶時，可樂會“沖”出來(lai)。

       綜上所(suo)述，我(wo)們用于底(di)部填膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)高分子(zi)聚合物(wu)膠(jiao)材(cai)隨(sui)著溫(wen)(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)會(hui)有(you)從玻璃態-高彈態-黏流態的(de)(de)(de)(de)(de)轉變，因此(ci)針對于材(cai)料每個(ge)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度區間(jian)，我(wo)們可以通過多(duo)(duo)(duo)(duo)重(zhong)多(duo)(duo)(duo)(duo)段(duan)彈性的(de)(de)(de)(de)(de)調節設備腔體內的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度與(yu)壓力(li)達到(dao)去除氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。以底(di)部填膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)為(wei)例，在完(wan)成點(dian)膠(jiao)后界(jie)面存在多(duo)(duo)(duo)(duo)處大小各(ge)異的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)。將(jiang)產(chan)品(pin)放置真空壓力(li)除泡(pao)(pao)(pao)(pao)設備，給與(yu)腔室內壓力(li)、溫(wen)(wen)(wen)度，亦或(huo)真空，腔室內的(de)(de)(de)(de)(de)環境急劇的(de)(de)(de)(de)(de)轉變，使得氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)逃逸出(chu)界(jie)面以達到(dao)完(wan)全(quan)(quan)填覆的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)。完(wan)成內包型氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)除泡(pao)(pao)(pao)(pao)后，隨(sui)著開始(shi)升溫(wen)(wen)(wen)固化(hua)膠(jiao)材(cai)中仍然有(you)一(yi)定幾率析出(chu)微氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)，所(suo)以我(wo)們在固化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)前進行增(zeng)(zeng)壓，同時(shi)將(jiang)不再是一(yi)段(duan)式或(huo)兩段(duan)式升溫(wen)(wen)(wen)，在中間(jian)溫(wen)(wen)(wen)度與(yu)高溫(wen)(wen)(wen)段(duan)之(zhi)間(jian)插入一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)(duo)(duo)(duo)個(ge)中溫(wen)(wen)(wen)段(duan)， 這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)(duo)段(duan)升溫(wen)(wen)(wen)增(zeng)(zeng)壓固化(hua)有(you)助于氣(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)完(wan)全(quan)(quan)消(xiao)除。

        深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心，自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新，在智能自動化領域研發出視覺對位系統、機械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產權產品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業領域。雙翌視覺系統最高生產精度可達um級別，圖像處理精準、速度快，將智能自動化制造行業的生產水平提升到一個更高的層次，改進了以往落后的生產流程，得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產的普及與發展，雙翌將為廣大生產行業帶來更全面、更精細、更智能化的技術及服務。