固化 (cure)
底部充胶的装配通过一个固化炉,使胶剂聚合。卧式、立式和微波炉都可使用,决定于应用和固化时间的要求:
- 卧式固化炉,成本低、到处都可找到、可靠、也提供作为回流焊炉的双重功能。立式与微波炉通常是专门的固化炉,不能用于回流。
- 立式炉具有高容量,占地面积小,但复杂性增加可能导致可靠性和维护等问题。
- 微波炉提供快速的批量处理,但大大增加固定资产成本。从产品到产品来作炉的温度曲线也变得更困难。
5~15 分钟的充胶固化时间允许标准的卧式回流焊炉当作固化炉用。为了增加能力,将炉由单轨信道改为双轨信道。这个修改改进了利用率,消除了每条线多个固化炉的需要。
固化缺陷是一个关注,因为它们可能不被发觉,直到寻呼机到了顾客手中。开始的升温速率和温度上的时间 (time-at-temperature) 是重要的温度曲线参数,必须得到控制。过快的升温速度可能引起充胶的过早凝固,或者在系统中挥发低分子重量的单分子物体。过早的凝固在它适当地密封芯片之前就停止了材料流动,挥发的单分子物体将造成空洞。这两种情况都是不可接受的,并诱发可靠性问题。维持特定的固化时间和温度对充胶达到其完全功能是必须的。充胶的温度记录决定其物理特性,如玻璃态转化温度、 CTE 、粘着力和吸潮特性。加热时间不充分将造成不适当聚合的胶体,可能不能提供足够的完整的机械特性。
结论
工程师在实施一项倒装芯片应用时,应该应用两条设计规则:
- 限制倒装芯片将要经受的静态和动态的电路板弯曲。将芯片贴放在诸如螺钉头或键盘区域背面等高应力点,可能导致底部充胶的脱层和潜在的现场失效。
- 避免芯片背面可能受到冲击的区域。如有必要,增加一个冲击垫或盖来限制 IC 断裂或碎裂。
遵守这些规则将改善最后装配的可靠性,和避免潜在的现场失效。技术进步继续推动倒装芯片装配迈向表面贴装制造的主流。在许多领域的发展,如无流动 (no-flow) 低部充胶 (underfill) 、低成本 HDI 基板和高精度贴片设备,将继续降低成本和消除实施倒装芯片技术的障碍。