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Deflux（助焊劑清洗）

對于常規Flip Chip工藝的產品來說，倒裝上芯后，Bump與基板Pad 焊接狀態十分重要。為保證產品回流焊接過程的穩定性及回流后焊點擁有良好的焊接效果，貼裝時往往使用Flux（助焊劑）來輔助焊接。但是，焊接完成后，若不能將殘留未揮發助焊劑及時清理，那么在接下來的Underfill作業時，由于Bump間隙殘留的助焊劑與底填膠不相溶，在固化時助焊劑進一步揮發后，極易產生填充空洞。所以，在Underfill工序來料前的最后一個步驟，往往是Deflux（助焊劑清洗），Deflux應確認合適的化學藥水、藥水濃度、清洗鏈速等條件，方能將殘余助焊劑完全清洗。

UF Prebake（底部填充前烘烤）

常規半導體樹脂封裝基板由有機高分子材料組成，極性有機分子易于吸附水分子，且樹脂材料基板比陶瓷基板浸潤性更強。待加工產品經過助焊劑清洗后，水汽附著于基板表面，而后浸入基板內部造成第一次基板吸濕現象。另外，基板在空氣中存放的過程中，又會吸附空氣中的水分，從而造成第二次吸濕現象。對于Underfill制程來說，底填膠填入后需要進行高溫固化，若基板在該階段內仍浸潤有大量水分，那么水分便會在這個過程中向上揮發，從而造成填充空洞現象。為了避免這個風險的存在，因此在Underfill制程的第一步，填充前先進行Prebake 操作，以減少此類風險的發生概率。

UF Pre Plasma（底部填充前等離子清洗）

底部填充前的最后一個準備工作即為Plasma清洗。其目的是為了活化基板表面，增大基板表面對底填膠的浸潤性減小底填膠的接觸角、減小填充過程中包裹氣泡的風險，提高底填效率。Underfill常用的等離子清洗機根據作業原理，又被分為微波、射頻兩種類型，此處介紹微波等離子清洗原理。

微波等離子清洗原理：微波等離子是由工作頻率為 2.45 GHz 的微波激發工藝氣體放電, 在正負極磁場作用下的諧振腔體內產生等離子體，其清洗方式主要為氣體等離子體與基板表面發生化學反應，將表面非揮發性有機雜質轉化為易揮發的氣體形式，從而起到清潔作用。因為整個放電過程不需要正負電極，所以產生自偏壓極小，從根本上避免了靜電放電損傷。

等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質的一種狀態，也叫做物質的第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態。等離子清洗就是通過利用其活性組分的性質來處理樣品表面，從而實現清潔、活化、改性、等目的。

Underfill（底部填充-點膠）

Underfill底部填充-點膠：在新產品評估階段，根據產品設計圖紙信息及底填膠材料要求，先行確認目標產品是否滿足底填工藝需求并識別對應作業風險點，確定基本點膠參數。常規Underfill工藝，主要包含以下七大參數：

l 點膠路徑——Die size、Bump排布、被動元件避讓距離等條件決定，要求底填膠流動性最好，KOZ最小

l 點膠距離——基板焊盤開窗、被動元件、金手指避讓距離等條件決定，要求芯片爬膠影響最小、KOZ最小

l 點膠長度——常規要求主路徑在長邊點膠，點膠長度為芯片長邊尺寸的50%-90%

l 點膠高度——常規要求基板測高后，點膠高度大于芯片厚度+Bump height

l 產品作業溫度——指產品作業過程中，真空平臺加熱后均勻受熱溫度，由底填膠TDS確定范圍

l 點膠頭溫度——點膠閥閥體內底填膠溫度，由底填膠TDS確定范圍

l 點膠膠量——由產品底部空間大小、爬膠高度要求、底填膠密度等確定

UF Post Cure（底部填充后固化）

根據常規底部填充膠的特性，在產品點膠作業后，需要根據底填膠的感溫固化特性，按照一定的溫度時間參數進行加熱固化。實際上，底填膠的完全固化除物理變化外，還會發生一定程度上的化學變化，使其擁有足夠的硬度和強度，以此來保護焊點與芯片在受到碰撞與沖擊時的可靠性。在實際生產應用中，底填過程經常會由于基板設計、Bump 排布不規則、工藝制程能力限制等原因，不可避免的存在包裹氣泡現象，氣泡如果不被清除，其通常會在芯片的加熱循環中迅速膨脹，與膨脹氣體相關的力會導致焊料連接開裂或芯片變得不可靠。這就需要應用一定的工藝手段，在post Cure 階段完成除泡工作。通常，除泡過程需在gelation temperature(凝膠化溫度)以下完成，膠材在凝膠化時，氣泡被抽除時是無法閉合的，會形成細長條氣泡型態。所以，底部填充后固化過程的溫度曲線往往是多段式的（低溫除泡、高溫固化）。當前，行業內普遍認為最有效的除泡方式為在固化過程加入壓力&真空進程，采用專用除泡系統是最快捷且高效的除泡方式。

C-SAM超聲波掃描

超聲波顯微鏡 (SAT)是Scanning Acoustic Tomography 的簡稱，又稱為SAM (Scanning Acoustic Microscope)。在Underfill制程檢測中，普遍使用的模式為二維反射式平面檢測/圖像（C-Mode），因為稱之為C-SAM。此檢測為應用超聲波與不同密度材料的反射速率及能量不同的特性來進行分析。利用純水當介質傳輸超聲波信號，當訊號遇到不同材料的界面時會部分反射及穿透，此種發射回波強度會因為材料密度不同而有所差異，將探測特定范圍內的反射波強度以灰度的形式連續顯示出來, 這樣就可以繪制出工件內部缺陷橫截面圖形。掃描聲學顯微鏡就是利用此特性，來檢驗材料內部的缺陷并依所接收的信號變化將之成像。

Underfill固化后產品外觀檢驗

產品在UF站作業完成后，需進行外觀檢驗，Underfill 檢驗標準通常包含以下幾點：

KOZ——基板底填膠遠端至芯片邊緣距離，根據具體工藝質量標準確認是否超標

爬膠高度——底填膠與芯片邊緣接觸的Z軸高度

芯片表面Creeping——環氧樹脂爬升至芯片表面時的寬度

Underfill Crack——Underfill固化后產生的膠材裂紋，通常不允許存在此現象

底填膠覆蓋被動元器件情況——基板方向底填膠是否覆蓋被動元器件

RA-可靠性實驗

對于半導體封裝來說，在新產品新工藝導入階段，驗證產品作業完成后，通常需要通過一系列可靠性實驗進行分析確認，若實驗結果無法通過，則需要優化工藝制程。

如下列舉Underfill常用可靠性分析項目：

跌落實驗(Drop Test)——評價封裝體抗跌落性能。分為垂直跌落與混合跌落（滾動跌落）兩種模式，根據實際產品測試要求制定跌落高度與跌落次數

彎曲實驗(Bend Test)——評價封裝體抗彎曲強度性能。對PCB做彎曲實驗，彎曲程度由研發根據產品不同而設定

溫度循環（TCT）——評價封裝體熱力學性能。實際的測試中有兩種情況，一種稱之為溫度（冷熱）循環，而另一種稱之為冷熱（高低溫）沖擊。兩者最大的區別就是升降溫速率不同，簡單的區分：速率為小于1-5攝氏度/分鐘的稱之為循環；而速率為大于20-30度/分鐘的稱之為沖擊。

高溫存儲實驗(HTST)——評價封裝體高溫耐受性。通過將封裝體長時間放置于高溫環境，測試材料因高溫作用，物質活性增強與擴散后，電氣性能受影響的程度。

FA-失效性實驗

在封裝過程中，產品出現各類異常時有發生，通過失效分析技術確定如何以及為什么失效，了解是什么引起的失效以及如何預防，對于產品工藝提升十分重要。

如下列舉Underfill常用失效性分析項目：

外觀鏡檢——FA鏡檢通常會使用紅外金相顯微鏡，此類顯微鏡可穿透硅片，觀測確認芯片是否存在隱裂、崩邊、崩角等異常;

T0-SAT、3*IR-SAT——對比確認三次回流焊前后檢測產品填充層是否發生變化，以此確認UF填充及Bump焊接狀態;

Cross section（SEM）——參照產品壓焊圖確認Bump位置，選擇Bump數量較多的位置，確認坐標后進行截面研磨，從截面角度觀察填充層與Bump之間的結合狀態，并使用SEM保存圖片;

EDX——使用能量色散X射線光譜儀，對截面不同位置進行元素分析，確認填充層是否存在異物等不良干擾;

P-Lapping——平面研磨，通常作為FA補充分析驗證項目，逐層分析確認芯片內部是否存在缺陷或損傷，確認Underfill填充狀態。