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時間：2016/7/1 15:55:50
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各向同性導電膠(ICA)是作為傳統錫鉛焊料的代用品而開發(fā)的。ICA的填充劑含量較高(約80%)，在不允許高溫焊接的電子連接應用中，可作為焊膏的替代品。ICA的優(yōu)點包括加工溫度低、無鉛、免助焊劑、免清洗、工藝簡單等。但與成熟的回流焊接技術相比，導電膠連接技術目前仍處于雛形階段，對于高密度和超細間距應用尤其如此。
在ICA應用中采用漏版印刷工藝，可使處理間距細至0.25毫米的元件成為可能。經驗表明，對于間距0.5毫米的元件，生產工藝要求貼片精確度為75微米;而對于間距在0.25至0.5毫米的細間距元件，則要求貼片精確度達到50微米。從ICA應用技術的最新進展來看，其連接密度有望進一步達到80微米。可以為細間距貼片機配備浸膠裝置，供沾浸元件焊點使用，這種工藝對于倒裝芯片裝配具有很強的吸引力。
然而，當沾有ICA的元件被貼裝到電路板上時，膠劑受擠壓會從元件下表面逸出，而在固化時，被擠出的ICA不能回流，因而元件無法產生類似回流焊接的自對中效應。由于存在固化時不能進行位置修正的現象，我們針對該工藝的適用性進行了一項調研，以明確ICA倒裝芯片裝配的貼裝參數，如貼片精確度、貼片力等。在實驗中，將倒裝芯片貼裝偏移量逐步增大，焊接點的電阻則在固化后立即進行測量。
我們在實驗中采用安必昂ACM貼片機完成吸取、識別對中、ICA沾浸、貼片等系列工序，試驗使用的倒裝芯片有4×14個金焊點，焊點間距為300微米，直徑為80微米。倒裝芯片浸入Amicon 3502 ICA，然后貼裝至1.6毫米厚帶鎳金涂層的單層FR4基板上。倒裝片粘結墊之間的連接允許進行菊花鏈測量，每塊倒裝片設四個位置進行四點測量。
倒裝芯片的焊點浸入ACM助焊劑裝置內約50微米厚ICA膠層，沾浸時間為200毫秒，沾浸力為0.5N，貼片力為1.5N。膠劑用批次式處理爐在150℃溫度下固化15分鐘。由于目前尚無有關ACM的ICA沾浸工藝經驗，所以此次對沾浸質量的研究還屬首次。
元件浸入ICA層后貼至電路板，然后再取下。檢查結果顯示，電路板焊盤上存在無ICA或ICA不足現象，這表明固化后會導致無接點或產生壞接點。檢查沾浸后放平的金焊點發(fā)現焊點上存留的ICA量不足。
對上述現象進行研究表明，元件從ICA中抽出時所用的速度z是一個重要參數。當吸嘴等級為4時，結果顯示ICA量不足，但降低z速度可解決該問題。機器總運行速度設為最大值的25%，所得z速度為50毫米/秒，此時放平的金焊點上存留有足量的ICA。我們按此速度設置ACM，進行了一系列實驗。
倒裝元件的貼裝從額定位置開始，然后以10微米為幅度逐漸增大偏移量。倒裝片各個方向均有14個焊點，鑒于焊盤呈矩形，故僅在x方向上設置偏移。有兩組焊點(每組14個)落于焊盤上，另有兩組有一定偏移。
ICA固化后，測定焊點電阻值，所測得電阻的阻值為膠劑接點阻值與倒裝片內部互連阻值的兩倍之和。各倒裝片均設有四個位置共四點測量，其中兩個位置焊點落于焊盤上，而在另兩個位置上，焊點按指定幅度偏移，測量顯示阻值穩(wěn)定。對數據作進一步分析后表明，即使焊點偏離焊盤40微米(即焊盤寬度的一半)以上，焊點上的ICA仍可接觸到焊盤并形成連接。只要ICA接觸焊盤，就能形成電連接。偏移幅度達到60微米時，對于1.5N和10N貼片力，接點阻值差別不大，相對而言后者略小。根據上述實驗得出的最大允許安全偏移量為25微米，或大致相當于連線寬度的30%。在此基礎上，可推斷不同間距的允許偏移量。
沾浸時，元件焊點抽出ICA所用的速度也是一個重要參數。焊點上存留的ICA量取決于抽離速度，而貼片力并非關鍵因素。最大允許安全偏移量相當于焊盤寬度或直徑的30%，焊點偏離焊盤時，焊點上的ICA仍可接觸到焊盤并形成電連接。所有電阻值和剪力均在固化后立即測量，至于在貼裝偏移情況下元件的連接狀態(tài)如何，則需要通過可靠性測試予以進一步明確。
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