Underfill过程的仿真分析

夏冬

Underfill过程的仿真分析

夏冬

（江苏长电科技股份有限公司 江苏江阴 214400）

随着半导体封装技术的发展，裸芯片的凸点pitch越来越小，这对倒装芯片封装的底部填充技术提出了很大的挑战。本文主要讨论型I、L型和U型三种点胶形式，通过模拟软件的仿真来观察其流动的状况，为underfill工艺的选择和改善提供参考思路。

凸点；倒装；点胶；流动

随着半导体封装技术的发展，裸芯片的凸点pitch越来越小，这对倒装芯片（Flip Chip）封装的底部填充技术提出了很大的挑战。底部填充工艺通过把底部填充胶水从裸芯片边缘施加到基板上，利用液体的毛细作用流入到裸芯片底部，并在一定温度下固化形成对封装的保护，增加了封装的机械强度，同时，更为关键的是在温度发生变化时，部分吸收裸芯片、基板和焊点等不同材料之间CTE[1]的不匹配而产生的应力和形变，在一定程度上对封装体形成保护，从而提高了FC封装的可靠性。

不同的点胶形式会影响胶的流动，不同的流动方式会影响到under fill的效果与质量，本文主要讨论一型、L型和U型三种点胶形式（见图1），通过模流软件的仿真来观察其流动的情况，为underfill工艺的选择与改善提供参考思路。

图1 点胶形态

通过一字型、L型、U型点胶路径下（见图2）的流动波前分析，可以看出U型的填充时间最小：2.588s，Ⅰ型填充时间最长：3.356s，L型的填充时间为：2.890s。

图2 三种点胶路径的设定

由于芯片下方存有solder bump，填充胶在流动过程中流经solder bump时由于阻力作用，导致填充胶在芯片下方流动时，solder bump密集的地方要比solder bump稀疏或没有solder bump的地方流动要慢，这样易导致填充胶填充过程中填充不完全，出现空洞的现象，以一字型填充方式为例，如图3所示。

图3 underfill空洞形成示意图

结论：

若填充胶转化反应速率较快或点胶路径选择不当均易导致填充胶填充不完全，出现空洞现象。利用模流仿真软件，可以事先对该工艺进行填充模拟，从而选择合适的填充胶、合适的填充路径，减少生产工艺中的缺陷，提高产品质量，减少生产成本。

[1]唐忠民，宋震熙.注塑模流分析技术现状与Moldex3D软件应用[J].CAD/CAM 与制造业信息化，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