毛细流动底胶的基础是底胶在已粘结的芯片和基底间间隙中的流动。这个过程一般比较缓慢,并且在底胶分散以后需要对封装进行分批固化处理。相对毛细流动底胶,无流底胶更有吸引力,因为它不需要在回流后进行分批固化处理,并由此减短了产品的生产周期。相反,无流底胶的固化是在回流过程中进行的。此外,无流底胶通常含有引流成分,因此在填充过程中无流底胶不需要涂覆,填充后也不需要清洁。无流底胶大部分不含填充物或者填充物量非常少,这是因为填充物会干扰焊点的形成。
环氧树脂是底胶中常用的一种物质,因为除了其物理和电气性能外,它还有抗腐蚀和粘附性强等优良的特性。然而,环氧树脂本身拥有高的热膨胀系数(CTE)(>80×10-6/℃),因此它们并不能满足良好底胶材料的首要需求。正是基于这个原因,人们在环氧树脂中加入填充颗粒以便减小这种粘结剂的热膨胀系数。常用的填充颗粒有二氧化硅和陶瓷。市场上的环氧树脂包含有微米级的填充颗粒。而无流底胶大部分是没有填充物或者填充物量非常少,这是因为微米级的填充颗粒会干扰焊接互连工艺[1,2]。因为无流底胶中填充物的含量低,所以无流底胶的热膨胀系数比毛细流动底胶高。(https://www.xing528.com)
与微米级颗粒不同,纳米二氧化硅颗粒在底胶的形成过程中不会形成沉淀,也不会干扰连接焊点的形成。而它却能同微米级二氧化硅颗粒一样提高底胶的模量并降低其热膨胀系数。此外,在不影响焊接接头电阻的情况下,底胶中纳米二氧化硅颗粒的允许含量比微米级二氧化硅颗粒更高,因此能更好地控制底胶的特性。底胶的配方包括填充颗粒的体积分数、大小、分布和材料特性等,都会影响底胶的弹性模量、热膨胀系数和机械变形行为,并决定倒装芯片装置的热机械可靠性。
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