終端客戶在電子膠粘劑的使用中通常會(huì)遇到的問(wèn)題:
今天這篇文章主要是歸納總結(jié)一下芯片封裝過(guò)程中時(shí)常會(huì)遇到的樹(shù)脂溢出問(wèn)題[RBO(Resin Bleeding Out),或稱ERO (Epoxy bleed out)]。
隨著微電子繼續(xù)向更小的外形、更高的可靠性和更好的性能發(fā)展,RBO的控制對(duì)在芯片封裝尤其是在多芯片封裝變得越來(lái)越重要。
RBO簡(jiǎn)介
將膠粘劑點(diǎn)到基板或粘接界后,樹(shù)脂從膠粘劑中遷移出來(lái),在芯片周圍擴(kuò)散,形成澄清無(wú)色或者琥珀色的有機(jī)污染狀的環(huán)狀陰影,如上圖.
當(dāng)樹(shù)脂嚴(yán)重?cái)U(kuò)散時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)的打線(wire bonding),密封(Sealing ‘molding) 等工藝.
當(dāng)膠粘劑點(diǎn)到基板框架上,膠水通常會(huì)部分濕潤(rùn)基板表面。膠水與基板之間的粘合力導(dǎo)致粘貼擴(kuò)散,而膠粘劑自身的聚力將保持成分在一起,避免與框架表面接觸。
粘合力和凝聚力是相互交際的力量,如氫粘結(jié)力和范德瓦爾斯力。因此,濕潤(rùn)程度將取決于粘合力和凝聚力之間的平衡。當(dāng)配方中的一些成分原料對(duì)基材的粘合力強(qiáng)
于粘貼內(nèi)的凝聚力時(shí),就會(huì)RBO。 RBO的驅(qū)動(dòng)力是通過(guò)濕潤(rùn)來(lái)最大限度地減少基材的表面能量。
目前芯片尺寸越來(lái)越小,對(duì)RBO容忍度也越來(lái)約低
值得注意的是,需要合理區(qū)分是RBO還是加熱氣流的影響,
1.非RBO
2.RBO(均一)
3.RBO(粗糙刻蝕差異)
如圖:
造成RBO原因
導(dǎo)致樹(shù)脂溢出RBO的原因有很多,包括液體浸潤(rùn)的的熱力學(xué)原理(表面張力),膠粘劑/基板的性能,以及膠粘劑固化流程等
2.1 基材的表面能/張力差異影響
通常,粘接的基材表面要比膠粘劑的表面能要高,這樣才能夠很好的潤(rùn)濕基材,達(dá)到理想的粘接效果。
即使是同一款膠水, 在不同表面能的基材上的RBO表現(xiàn)不盡相同,尤其是在Au金的界面上,會(huì)更加明顯.
客戶端的工藝不同,選擇的粘接界面也會(huì)多種多樣,時(shí)常發(fā)生彼之蜜糖,我之砒霜(附上一些基板 和樹(shù)脂的表面張力數(shù)據(jù))
2.2 膠粘劑的表面張力影響
膠粘劑通常是由2種或多種樹(shù)脂混合均勻組成,如果其中一種或幾種樹(shù)脂對(duì)基材表面的親和力大于其自身凝聚力(表面張力),樹(shù)脂從自身溢出,RBO就會(huì)發(fā)生。
一般來(lái)說(shuō),低粘度的膠粘劑會(huì)比高粘度的膠粘劑更容易發(fā)生RBO,主要是受毛細(xì)現(xiàn)象和膠粘劑本身的浸潤(rùn)動(dòng)力影響,同時(shí),密度差異,樹(shù)脂高分子的分子量分布,
填料的種類等因素也會(huì)影響RBO現(xiàn)象。
補(bǔ)充:表面張力受溫度影響,所以當(dāng)看到表面張力的數(shù)值時(shí)必須標(biāo)明所對(duì)應(yīng)的溫度,一般情況下,表面張力隨著溫度的升高而降低,直到某一臨界溫度時(shí)
達(dá)到0,所以為什么有些黏合劑,在高溫固化的粘接強(qiáng)度比常溫固化要好,也跟表面張力更低潤(rùn)濕性更好有關(guān)吧。
2.3 膠水固化工藝影響
待續(xù).........