晶圆级CSP装配的底部填充工艺

文章摘要：人们对一些应用在手持设各如手机和数码相机等上的CSP的机械连接强度和热循环可靠性非常关注。由于 组件中的各种材料的热膨胀系数不匹配，轻微的热变形就会导致应力存在于细小的焊点中。为了改善这种现 象，提高组件的机械连接强度和热循环可靠性，需要对CSP的装配进行底部填充。但是底部填充需要增加设 备和工艺，同时也会使重工复杂化，需要综合考虑。完整的底部填充如图1所示。图1 完整的底部填充本文介绍的是底部填充方法——局部填充，可以应用在CSP或BGA的装配中。局部填充是将底部填充材料以 点胶或印刷的方式沉积在基板上位于元件的4个角落处或四周（如图2和图3所示）。相比毛细流动或非流动 性底部填充材料，应用

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　　人们对一些应用在手持设各如手机和数码相机等上的CSP的机械连接强度和热循环可靠性非常关注。由于 组件中的各种材料的热膨胀系数不匹配，轻微的热变形就会导致应力存在于细小的焊点中。为了改善这种现 象，提高组件的机械连接强度和热循环可靠性，需要对CSP的装配进行底部填充。但是底部填充需要增加设 备和工艺，同时也会使重工复杂化，需要综合考虑。完整的底部填充如图1所示。

图1 完整的底部填充

　　本文介绍的是底部填充方法——局部填充，可以应用在CSP或BGA的装配中。局部填充是将底部填充材料以 点胶或印刷的方式沉积在基板上位于元件的4个角落处或四周（如图2和图3所示）。相比毛细流动或非流动 性底部填充材料，应用于此工艺的材料黏度较高。如Loctite FP640l，其黏度在室温时达300 000～ 600000Cps。局部填充工艺的特点是：

　　·底部填充材料被沉积在基板上元件角落处或四周；

　　·填充材料不会流动，焊点周围不能有填充材料：

　　·由于焊点周围没有填充材料，重工会更容易；

　　·可以选择UV材料，使用紫外线使填料固化，而不应用加热固化方式。

             

　　图2 4个角落处做局部底部填充                                               图3 4个角落处儆局部底部填充贴装示意图

　　（1）胶量的控制和元件周围空间的考虑

　　在点胶或印胶之前需要精确估计胶量，过多的胶量会污染周围其他的元件和焊盘，同时，过多的胶会流入 元件底部污染焊点；胶量太少则元件侧面或角落处的胶爬升不够。

　　针对不同的元件具体需要多少的胶量，没有精确计算的公式，需要通过试验来确定。在确定胶量的同时， 需要考虑周围是否有足够的空间来施加胶水。一般比较便捷的评估方法是首先准备一块大小和将要装配的元 件相同的玻璃片，玻璃片的一面具有和元件焊球高度一样的立高结构，然后将评估的胶量印刷或点在基板适 当的位置，最后将准备好的玻璃片贴在基板上，在显微镜下观察是否有胶污染元件底下的焊盘或周围其他焊 盘，并注意填充胶不要污染元件旁边的局部基准点。图4和图5是在基板上元件所在位置4个角落处点胶，材 料为Loctite 35 15，每个点为0.75 mg，贴上玻璃片模拟元件的贴装，发现左上角胶点太靠近焊盘，可能会 污染到焊点。所以需要减少胶量或将点胶的位置稍向外挪。当将胶点的质量降到0.5 mg时，发现每个胶点会 不均匀。

图4 4个角落处点胶，材料Loctite 3515每个胶点0.15 mg

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