倒装芯片的可修复底部填充技术介绍（下）

　　可修复的和传统的急速固化、快速流动的底部填充材料是由０到50%的填充料所组成。它们可以在-55 ℃到125℃的温度范围内可靠地使用，其填满25微米间隙的速度很快。对于常规的消费类产品应用来说， 它们能够很好地满足使用要求。这些材料可以在5分钟或者更短的时间内进行固化。在实施涂布工艺的时 候，可以使用同样的设备和工艺流程，缓缓地进行底部填充工艺处理。这样可以使用同一设备在一个小时 内加工处理许多部件。
　　开发可修复底部填充材料的关键在于寻找一种方法。它能够很快地取下元器件，便于清理并在用于替 换元器件的位置上作好下一步工作的准备。当第二个元器件被安置好了以后，它可以保持良好的可靠性。
　　修复工艺实际上分为3个部分。待修复元器件在220℃到230℃的温度条件下加热1分钟或者更少的时间 。然后管芯通过镊子取出或者通过真空吸咐装置利用轻微的扭转来破坏最后的粘接剂。当底部填充材料的 大部分通过有关设备去除掉后，一些残余物仍会留在PCB基板上，尤其是在填角区域。
　　然后可以采用不涉及溶剂和酸性物质的简单的工艺规程，来仔细地去除掉所剩下的残余物。一台高速 刷净设备，通常被称为“清洁工”，可以清除掉有缺陷元器件被去掉以后所剩下的任何残余物。由于过度 的对电路板施加压力会危及到焊料掩膜或者金焊盘，对“清洁工”所施加的工作压力必须认真予以控制。 在开始工艺处理开发期间，洁净度可以通过FT-IR分析装置进行外观检查来进行确定。在清洁处理期间， 即使一些金被清理掉，在重新安置器件以前不会进一步要求对该位置进行处理。
　　为了能够去除底部填充的残余物，人们继续寻找一种非物理的处理方法。这将可能要求开发出一种新 型的单分子体，它在低于现如今环氧树脂单分子体可修复的240℃以下时，能开始有效进行分解。
　　对于修复操作来说最后一项工作是测试用新芯片替换原有芯片的能力。作为一项新的装配操作，修复 装配应该拥有与先前一样的可靠性。为了能够确认重新替换上的倒装芯片组件在整个使用寿命期间的可靠 性情况，需要对各种参数进行测量。符合一些确定的目标值，一般来说能够预示其具有良好的可靠性。对 于底部填充材料来说，测试参数一般为测试热膨胀系数（CTE)、转变温度（Tg）、耐湿性（上升气道）以 及模量。性能特性是热循环特性和粘接特性。其它需要测量的参数是最低离子容量和 辐射，以及稳定的 介电常数等。
　　可修复底部填充材料的可靠性和性能已经被证明能够比得上传统的板级底部填充。对于CSP器件和BGA 器件来说，为了能够证明原始组件和经修复组件的可靠性情况，使用了落锤试验。采用落锤试验进行测试 的结果表明：经修复处理的组件比原始组件具有更好的可靠性。这个结果的产生是因为在修复阶段实施清 除工作期间，需要对电路板的表面进行磨擦，这样就增强了粘接的效果。因为电路板的表面变得粗糙，所 以可与所粘接的基板产生很强的粘接效果。
　　另外需要对器件进行热循环测试，以此来确认修复工作是否减弱了所替换的器件的热循环特性。对于 倒装芯片组件来说，热循环测试的结果表明：在经历了超过500次的加热和冷却循环试验后，原始组件和 修复位置上的器件情况类似。
　　新的可修复底部填充材料正在研究开发之中，其中包括能够兼容氮化硅酮钝化倒装芯片的材料，以及 能够承受多次回流循环而不发生破裂现象的高温材料。
　　目前可修复底部填充材料能够很好地满足聚酰亚胺钝化管芯，但还不能够满足氮化硅酮钝化管芯的使 用要求。
　　研究中的新的可修复底部填充材料是基于相同的具有专利权的单分子体，它可以在通常的回流温度下 进行修复操作。这些材料将提供比通常的回流焊接温度更高的修复温度，允许底部填充材料经受多次回流 温度的循环冲击，如同现在许多不可修复底部填充材料所做的那样。同时，改善可修复底部填充的操作速 度的工作也在开展中。