Underfill過程的仿真分析

夏冬

Underfill過程的仿真分析

夏冬

（江蘇長電科技股份有限公司 江蘇江陰 214400）

隨著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展，裸芯片的凸點pitch越來越小，這對倒裝芯片封裝的底部填充技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。本文主要討論型I、L型和U型三種點膠形式，通過模擬軟件的仿真來觀察其流動的狀況，為underfill工藝的選擇和改善提供參考思路。

凸點；倒裝；點膠；流動

隨著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展，裸芯片的凸點pitch越來越小，這對倒裝芯片（Flip Chip）封裝的底部填充技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。底部填充工藝通過把底部填充膠水從裸芯片邊緣施加到基板上，利用液體的毛細作用流入到裸芯片底部，并在一定溫度下固化形成對封裝的保護，增加了封裝的機械強度，同時，更為關(guān)鍵的是在溫度發(fā)生變化時，部分吸收裸芯片、基板和焊點等不同材料之間CTE[1]的不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力和形變，在一定程度上對封裝體形成保護，從而提高了FC封裝的可靠性。

不同的點膠形式會影響膠的流動，不同的流動方式會影響到under fill的效果與質(zhì)量，本文主要討論一型、L型和U型三種點膠形式（見圖1），通過模流軟件的仿真來觀察其流動的情況，為underfill工藝的選擇與改善提供參考思路。

圖1 點膠形態(tài)

通過一字型、L型、U型點膠路徑下（見圖2）的流動波前分析，可以看出U型的填充時間最小：2.588s，Ⅰ型填充時間最長：3.356s，L型的填充時間為：2.890s。

圖2 三種點膠路徑的設(shè)定

由于芯片下方存有solder bump，填充膠在流動過程中流經(jīng)solder bump時由于阻力作用，導(dǎo)致填充膠在芯片下方流動時，solder bump密集的地方要比solder bump稀疏或沒有solder bump的地方流動要慢，這樣易導(dǎo)致填充膠填充過程中填充不完全，出現(xiàn)空洞的現(xiàn)象，以一字型填充方式為例，如圖3所示。

圖3 underfill空洞形成示意圖

結(jié)論：

若填充膠轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率較快或點膠路徑選擇不當(dāng)均易導(dǎo)致填充膠填充不完全，出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。利用模流仿真軟件，可以事先對該工藝進行填充模擬，從而選擇合適的填充膠、合適的填充路徑，減少生產(chǎn)工藝中的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)成本。

[1]唐忠民，宋震熙.注塑模流分析技術(shù)現(xiàn)狀與Moldex3D軟件應(yīng)用[J].CAD/CAM 與制造業(yè)信息化，2003（1）：57～59.

The simulation analysis of underfill process

DongXia
（ChangJiang ElEC.TECH.Jiangyin Jiangsu 214400）

With the development of semiconductor packaging technology,naked chip bumping pitch is more smaller and smaller,the flip chip packages at the bottom of the filling technology put forward the big challenge.I type,L type and U type three kinds of dispensing form were discussed in this paper,through the simulation of the flow conditions,provide a reference for underfill technology selection and improving.

bumping；flip chip；dispensing；flow

TN945.13

A

1004-7344（2016）31-0271-01

2016-10-19