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　　隨著電路的密度增加和產(chǎn)品形式因素的消除，電子工業(yè)已出現(xiàn)許許多多的新方法，將芯片級(chip-level)的設計更緊密地與板級(board-level)裝配結合在一起。在某種程度上，諸如倒裝芯片(flip chip)和芯片級包裝(csp, chip scale package)等技術的出現(xiàn)事實上已經(jīng)模糊了半導體芯片(semiconduct die)、芯片包裝方法與印刷電路板(pcb)裝配級工藝之間的傳統(tǒng)劃分界線。雖然這些新的高密度的芯片級裝配技術的優(yōu)勢是非常重要的，但是隨著更小的尺寸使得元件、連接和包裝對物理和溫度的應力更敏感，選擇最好的技術配制和達到連續(xù)可靠的生產(chǎn)效果變得越來越困難。
　　 改善可靠性的關鍵技術之一就是在芯片與基板之間填充材料，以幫助分散來自溫度變化和物理沖擊所產(chǎn)生的應力。不幸的是，還沒有清晰的指引來說明什么時侯應使用充膠和怎樣最好地采用充膠方法滿足特殊的生產(chǎn)要求。本文將探討有關這些問題的一些最近的想法。 為什么充膠？ 考慮使用底部灌充密封膠的最初的想法是要減少硅芯片(silicon die)與其貼附的下面基板之間的總體溫度膨脹特性不匹配所造成的沖擊。對傳統(tǒng)的芯片包裝，這些應力通常被引線的自然柔性所吸收?？墒?，對于直接附著方法，如錫球陣列，焊錫點本身代表結構內(nèi)的最薄弱點，因此最容易發(fā)生應力失效。不幸的是，它們也是最關鍵的，因為在任何連接點上的失效都將毀滅電路的功能。通過緊密地附著于芯片，焊錫球和基板，填充的材料分散來自溫度膨脹系數(shù)(cte, coefficient of thermal expansion)不匹配和對整個芯片區(qū)域的機械沖擊所產(chǎn)生的應力充膠的第二個好處是防止潮濕和其它形式的污染。負面上，充膠的使用增加了制造運行的成本，并使返修困難。由于這一點，許多制造商在回流之后、充膠之前進行快速的功能測試。

　　 決定何時充膠 因為存在不下五十種不同的csp設計1，加上無數(shù)的變量與涉及連接設計的操作條件，所以很難提供一個確切的規(guī)則決定何時使用充膠。可是，在設計pcb時有許多關鍵因素應該考慮進去。一些重要因素包括： 芯片與基板之間溫度膨脹系數(shù)(cte)的不同。硅的cte為2.4 ppm；典型的pcb材料的cte為16 ppm。陶瓷材料可以按匹配的cte來設計，但95%的礬土陶瓷的cte為6.3 ppm。充膠在基于pcb的包裝上需要較大，雖然在陶瓷基板上也顯示充膠后的可靠性增加。一個替代方法是使用插入結構的基板，如高cte的陶瓷或柔性材料，作為芯片與主基板之間的吸振材料，它可減輕pcb與硅芯片之間的cte差別。 芯片(die)尺寸。通常，芯片面積越大，應力誘發(fā)的問題越多。例如，一項研究表明，當芯片尺寸由6.4增加到9.5mm時，連接所能忍受的從-40 ~
125deg;c的溫度周期的數(shù)量由1500次減少到900次2。 錫球尺寸與布局在充膠評估上扮演重要角色，因為較大的球尺寸，如那些csp通常采用的300mu;的直徑，更牢固、可比那些倒裝芯片(flip chip)所采用的75mu;直徑更好地經(jīng)受應力。假設csp與倒裝芯片的一個兩元焊接點的相對剪切應力是相似的，那么csp焊接點所經(jīng)受的應力大約為倒裝芯片的四分之一。因此，csp的設計者認為焊錫球結構本身可以經(jīng)得起基板與芯片溫度膨脹所產(chǎn)生的機械應力。

　　 滴膠的挑戰(zhàn)一旦作出決定使用充膠方法，就必須考慮到一系列的挑戰(zhàn)，希盟點膠機以有效的實施工藝過程，取得連續(xù)可靠的結果，同時維持所要求的生產(chǎn)量水平。這些關鍵關鍵問題包括：得到完整的和無空洞的(void-free)芯片底部膠流 在緊密包裝的芯片周圍分配膠 避免污染其它元件 通過射頻(rf)外殼或護罩的開口滴膠 控制助焊劑殘留物。取得完整和無空洞的膠流　因為填充材料必須通過毛細管作用(capillary action)吸入芯片底部，所以關鍵是要把針嘴足夠靠近芯片的位置，開始膠的流動。必須小心避免觸碰到芯片或污染芯片(die)的背面。一個推薦的原則是將針嘴開始點的定位在針嘴外徑的一半加上0.007quot;的x-y位移上，z的高度為基板上芯片(chip)高度的80%。在整個滴膠過程中，也要求精度控制以維持膠的流動，而避免損傷和污染芯片(die)。為了最佳的產(chǎn)量，經(jīng)常希望一次過地在芯片多個邊同時滴膠?？墒?，相反方向的膠的流動波峰(wave front)以銳角相遇可能產(chǎn)生空洞。應該設計滴膠方式，產(chǎn)生只以鈍角聚合的波峰。芯片數(shù)量和鄰近關系當設計一個板上有緊密包裝的芯片(die)需要底部充膠時，板的設計者需要留下足夠的空間給滴膠針嘴。圖一所示的位置一，兩個芯片共用一個滴膠路線是一個可接受的滴膠方法。與芯片邊緣平行的無源元件將有擋住的作用，如圖一位置二。與芯片邊緣成90deg;位置的元件可能會把膠液從要填充的元件吸引開。無源元件周圍的填充材料沒有發(fā)現(xiàn)壞的作用。點膠機來自鄰近芯片或無源元件的交叉的毛細管作用，會將填充材料從目的元件吸引開，可能造成csp或倒裝芯片底下的空洞。

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