underfill製程：如何利用真空壓力烤箱，消滅Underfill Void

現階段，晶片採取細小間距的球閘陣列封裝（Ball grid array，簡稱 BGA）、晶片尺寸封裝（Chip scale package，簡稱 CSP）封裝形式的比例越來越高，因此錫球間距（Ball pitch）小於 0.25 公厘 （mm）以下的焊點可靠度受到關注。主要來自於，熱應力、機械應力（彎曲、扭曲）或衝擊應力作用下，細小間距的焊點可能出現斷裂失效問題。

因此，在表面黏著製程（Surface-mount technology，簡稱 SMT）後，進行底部填充膠（Underfill）製程，能有效阻止焊點本身（即結構內的最薄弱點）因為應力發生應力失效，將有效增加晶片的可靠度。

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速讀 Underfill 製程與原理

Underfill 通常使用環氧樹脂（Epoxy），它的原理是利用毛細作用，將 Epoxy 塗抹在晶片的邊緣，使其滲透到晶片底部，完整包覆每一顆焊點，並加熱固化，藉此有效提高焊點的機械強度，進而提高晶片的使用壽命（圖一），

▲（圖一）

Underfill 製程多被運用在手持裝置，如手機或平板的電路板設計，來自於這些裝置必須通過嚴苛的衝擊試驗（Mechanical shock test）與震動試驗（Vibration test），若未進行 Underfill 製程，手持式裝置中晶片的焊點，將無法承受如此嚴苛測試條件。

然而，在進行 Underfill 製程操作中，容易受到各種因素影響，或多或少會產生氣泡（Void）。這些因素包括膠管本身含有氣泡、點膠溫度及路徑、溫度固化的參數，晶片設計錫球矩陣、錫膏助焊劑成份..等，皆可能導致 Underfill 無法完全包覆晶片底部的錫球，大幅降低焊點保護效果。

本期宜特小學堂，將與您分享在 Underfill 製程中，最常產生氣泡，影響可靠度的兩種案例。

案例一：SMT 製程後的焊點助焊劑（Flux）阻礙 Underfill 流動

在宜特可靠度驗證實驗室中，發現，Flux 的殘留將阻礙 Underfill 流動路徑（參見圖二），導致填充膠無法填滿晶片底部，這樣的情況下執行 Underfill 製程也會造成許多的...