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發(fā)布時(shí)間:2024-08-28 09:33:45 責(zé)任編輯:szxuchang.com.cn閱讀:58
芯片封裝底部填充材料如何選擇?芯片封裝底部填充材料的選擇是一個(gè)復(fù)雜而關(guān)鍵的過程,它直接影響到芯片封裝的可靠性和性能。底部填充材料(Underfill)的主要功能是在芯片與基板之間提供額外的機(jī)械支撐和熱應(yīng)力緩沖,以應(yīng)對(duì)由于不同材料熱膨脹系數(shù)(CTE)差異所導(dǎo)致的應(yīng)力問題。以下是一些關(guān)于芯片封裝底部填充材料選擇的重要考慮因素:
一、底部填充材料特性
耐高溫性:
底部填充材料需要能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定,以應(yīng)對(duì)封裝過程中的高溫處理。
常見的耐高溫材料包括有機(jī)硅膠、環(huán)氧樹脂以及新型耐高溫芯片UV膠水等。
電絕緣性:
底部填充材料必須具備良好的電絕緣性,以防止芯片底部與其他元件或底座發(fā)生電接觸。
這對(duì)于確保電路的正常運(yùn)行和防止短路至關(guān)重要。
粘附性:
底部填充材料需要能夠牢固地粘附在芯片和基板之間,以提供穩(wěn)定的機(jī)械支撐和保護(hù)。
流動(dòng)性:
材料的流動(dòng)性對(duì)于填充效果至關(guān)重要。高粘度的材料能夠確保在填充過程中不會(huì)流動(dòng)或滲透到芯片上,但也需要足夠的流動(dòng)性以充分填充芯片與基板之間的間隙。
熱膨脹系數(shù)(CTE):
底部填充材料的CTE值應(yīng)與芯片和基板的CTE值相匹配,以減少因熱膨脹系數(shù)差異而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
固化速度和條件:
固化速度和所需的溫度會(huì)影響生產(chǎn)效率和成本??焖俟袒梢蕴岣弋a(chǎn)量,但可能需要更高的溫度,這可能會(huì)對(duì)某些敏感組件造成損害。
機(jī)械強(qiáng)度: 強(qiáng)度高的材料能提供更好的保護(hù),減少芯片在受到外部沖擊或壓力時(shí)損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
化學(xué)穩(wěn)定性: 底部填充材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,能夠抵抗封裝環(huán)境中可能遇到的化學(xué)物質(zhì),如清潔劑或溶劑。
二、底部填充材料應(yīng)用場(chǎng)景
倒裝芯片底部填充膠(Flip-Chip Underfill):
用于芯片與封裝基板互連凸點(diǎn)之間間隙的填充,對(duì)精度要求極高(微米級(jí))。
需要選擇高純度、低粘度、快速固化的材料,以確保填充效果和工藝效率。
球柵陣列底部填充膠(BGA Underfill):
用于封裝基板與PCB印制電路板之間互連的焊球之間的填充,對(duì)精度要求相對(duì)較低(毫米級(jí))??梢赃x擇具有較好流動(dòng)性和機(jī)械保護(hù)性能的材料。
三、底部填充膠具體材料
環(huán)氧樹脂:
環(huán)氧樹脂是底部填充材料的常用選擇,因?yàn)樗哂辛己玫恼掣叫浴⒔^緣性和耐高溫性能。
通過在樹脂中添加增韌改性劑,可以克服環(huán)氧樹脂柔韌性不足的弱點(diǎn),提高底部填充膠的性能。
有機(jī)硅膠:
有機(jī)硅膠也具有良好的耐高溫性和電絕緣性,適用于對(duì)溫度要求較高的封裝場(chǎng)景。
新型耐高溫芯片UV膠水:
這類材料具有快速固化、耐高溫和良好粘附性的特點(diǎn),適用于對(duì)工藝效率有較高要求的封裝場(chǎng)景。
四、其他考慮因素
成本:
底部填充材料的成本也是選擇時(shí)需要考慮的因素之一。在保證性能的前提下,應(yīng)選擇成本合理的材料。
環(huán)保性:
隨著環(huán)保意識(shí)的提高,底部填充材料的環(huán)保性也成為了一個(gè)重要的考慮因素。應(yīng)優(yōu)先選擇無毒、無害、可回收的材料。
工藝兼容性:
底部填充材料應(yīng)與現(xiàn)有的封裝工藝相兼容,以確保工藝的穩(wěn)定性和可靠性。
工藝適應(yīng)性:
底部填充材料應(yīng)適合所采用的填充方法,例如毛細(xì)管流動(dòng)、噴射點(diǎn)膠或預(yù)成型件。
綜上所述,芯片封裝底部填充材料的選擇需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景、材料特性和成本等因素進(jìn)行綜合考慮。在選擇過程中,應(yīng)充分了解各種材料的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,以確保選擇的材料能夠滿足封裝工藝和性能要求。
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