為了簡化存儲(chǔ)器等更多應(yīng)用的芯片堆疊,半導(dǎo)體公司開始尋求低成本的芯片粘接材料來替代高成本的基于薄膜的粘接材料。幸運(yùn)的是，流控芯片粘接技術(shù)具有低成本、高可靠性和大容量等特點(diǎn)，可用以應(yīng)對(duì)芯片批量生產(chǎn)的成本問題。該技術(shù)具備可與薄膜相媲美的性能，并且摒棄了基于薄膜工藝潛在的諸如損壞引線、翹曲變形、降低機(jī)器產(chǎn)量等不利影響。另外，Ablestik Self-Filleting芯片粘接劑成本較低，使得一些封裝公司的芯片粘接材料成本相比現(xiàn)有的薄膜粘接劑節(jié)省了25%。此外，若設(shè)備投資某個(gè)要素需簡化薄膜制造工藝的話，那么便可節(jié)省高達(dá)50%的成本，從而使其逐漸成為一種引人注目的技術(shù)。
流控芯片粘接技術(shù)詳述
由于芯片越來越薄，加之新封裝類型的設(shè)計(jì)規(guī)則日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)芯片粘接方法和工藝面臨越來越多的問題。例如，標(biāo)準(zhǔn)的膏狀芯片粘接材料制造工藝需點(diǎn)膠材料，且需施加足夠大的貼片壓力以便在芯片邊緣形成一倒角。典型的封裝規(guī)范要求100%的芯片粘接劑覆蓋率并在整個(gè)芯片周圍形成一倒角。當(dāng)封裝需要非常嚴(yán)格的組裝公差(≤100um)或非常薄的芯片時(shí)(≤70um)，便很難始終如一地控制倒角高度及長度。在這種情況下，傳統(tǒng)的芯片粘接工藝可能會(huì)導(dǎo)致芯片頂部(圖1)或引線墊片處的粘接劑沾污。鑒于此，設(shè)備組裝商們將目光投向了同樣面臨挑戰(zhàn)的粘膜技術(shù)。
Self-Filleting芯片粘接劑不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)芯片粘接劑的不足之處，而且提供了一套更低成本的薄膜替代方案。Self-Filleting粘接劑具備傳統(tǒng)芯片粘接劑的諸多優(yōu)勢，解決了其無法實(shí)現(xiàn)倒角控制的難題，它在基板圓點(diǎn)或圖案繪制方面遵循傳統(tǒng)粘接劑點(diǎn)膠工藝，芯片經(jīng)施加一定貼片壓力予以定位（圖2）。
然而，Self-Filleting粘接劑芯片定位工藝偏離了標(biāo)準(zhǔn)芯片粘接方法：施加足夠大的貼片壓力以便實(shí)現(xiàn)材料流動(dòng)，施加足夠小的貼片壓力以便通過取放工具釋放芯片時(shí)使其達(dá)到大程度的覆蓋率（約80%-90%）。釋放芯片后，材料毛細(xì)作用力可使可控流流至芯片邊緣，并在此處停止且形成一條膠層倒角，而非大倒角。
流控工藝參數(shù)
為了充分發(fā)揮Self-Filleting粘接劑的優(yōu)勢，其材料制造工藝與傳統(tǒng)粘接劑略有不同。點(diǎn)膠和芯片粘接工藝的初目標(biāo)是確保定位芯片時(shí)無溢流或角焊縫，以使得材料流動(dòng)并能過角焊峰，將其長度降至低。
重要的工藝參數(shù)是點(diǎn)膠量，這是因?yàn)槠鋵⒖刂普辰觿┮缌鞑⒃O(shè)置膠層厚度。此外，點(diǎn)膠圖案形狀及中心定位亦同樣重要，圖案形狀可確定材料流速并對(duì)角焊縫長度產(chǎn)生一定影響。點(diǎn)膠圖案依賴于芯片大小，但多數(shù)情況下，推薦采用材料點(diǎn)膠朝向芯片邊緣的雙十字圖案。須盡可能地設(shè)置較低鍵力，如100g或更低的鍵力，以便實(shí)現(xiàn)完全覆蓋。
盡管芯片粘接溫度可用來降低覆蓋時(shí)間，但該種方法并不被推薦，原因在于，依照自角焊機(jī)制，溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致材料在角焊縫形成之前發(fā)生固化。除了給定粘接劑的芯片粘接及流變特性外，達(dá)到完全覆蓋的實(shí)際時(shí)間主要取決于覆蓋率。
通過墊片控制膠層傾角
通過施加鍵力點(diǎn)膠材料以達(dá)到所需膠層來實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)芯片粘接劑的膠層控制。就Self-Filleting粘接劑及流控工藝而言，僅僅通過點(diǎn)膠量便可實(shí)現(xiàn)膠層控制。盡管施加鍵力才可實(shí)現(xiàn)材料流動(dòng)，但是與標(biāo)準(zhǔn)芯片粘接劑相比，其所需鍵力明顯較小：傳統(tǒng)的芯片粘接可能需要施加3-4牛頓的鍵力，而Self-Filleting則僅需約1牛頓。
密布著球狀顆粒的芯片粘接墊片常常用以控制膠層。墊片所具備的有機(jī)或金屬特性使得其在這類應(yīng)用中不僅可以確定膠層厚度，而且可幫助控制芯片粘接傾角。一般而言，芯片粘接劑只需使用較少墊片，每10×10區(qū)域約有200個(gè)墊片。
墊片的另一種優(yōu)勢在于其對(duì)膠層傾角的控制能力。當(dāng)由于設(shè)備設(shè)置不當(dāng)或粘接劑點(diǎn)膠不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致硅片定位不與基板相平行時(shí)便會(huì)出現(xiàn)膠層傾角。在Self-Filleting粘接劑中，墊片可用作粘接劑溢流的基柱，用以確保硅片定位與基板相平行。圖3顯示了通過使用墊片控制膠層傾角的同一疊層芯片結(jié)構(gòu)剖面圖。
Self-Filleting與薄膜
如上所述，鑒于傳統(tǒng)芯片粘接劑固有的不足之外，許多封裝公司將目光投向了薄膜芯片粘接材料，以滿足當(dāng)今存儲(chǔ)及疊層芯片應(yīng)用的加工性能需求。薄膜具備諸多優(yōu)點(diǎn)，其中之一是粘接時(shí)可控制材料流動(dòng)速率。
Self-Filleting使得人們只需投入較小的成本便可獲得薄膜所具備的某些特性。粘接劑制造成本相比薄膜更加低廉，這也是消費(fèi)者所觀注的問題之一。此外，通過使用Self-Filleting粘接劑，同樣可削減與工藝相關(guān)的其它成本。薄膜涵蓋已知的優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)芯片粘接劑。就完備工藝而言，出產(chǎn)率介于80%-90%之間，這意味著將浪費(fèi)10%-20%的薄膜產(chǎn)品。粘接劑僅可用于已知的優(yōu)質(zhì)芯片，降低所需芯片數(shù)量，節(jié)省成本。同時(shí)還可以減少基本設(shè)備投資。用于點(diǎn)膠粘接劑的標(biāo)準(zhǔn)制造工藝定義完善，且全球每一封裝工廠均配備了所需設(shè)備。膠膜應(yīng)用需購置新型設(shè)備并接受不同的制造工藝。
但是，使用Self-Filleting粘接劑替代基于薄膜的材料不僅節(jié)省了成本，而且具有更好的可靠性。與薄膜技術(shù)相關(guān)的可靠性問題之一便是覆膜過程中由于空洞集積所造成的缺陷。基板和/或芯片的表面粗糙度對(duì)薄膜材料帶來了挑戰(zhàn)，原因在于其無法填充或流入這些障礙物。由于粘接劑為液體，因此填入和流動(dòng)并不是其限制性因素。
隨著芯片產(chǎn)業(yè)向更薄方向發(fā)展，薄膜覆膜工藝中所需壓力同樣面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于薄片的易碎特性，當(dāng)施加鍵力予以定位時(shí)可能會(huì)發(fā)生裂縫。換言之，當(dāng)使用Self-Filleting芯片粘接劑時(shí)，僅需施加小的鍵力即可點(diǎn)膠并定位芯片，并且大大降低或消除芯片斷裂的機(jī)率。就同尺寸的疊層芯片設(shè)計(jì)而言，薄膜效用同樣受到限制。盡管通過使用可包裹金線膜（FOW）得到了一定改進(jìn)，但在解決諸如引線和/或彎曲引線之間的空洞等問題方面依然收效甚微。Self-Filleting粘接劑則可解決某些與薄膜相關(guān)的問題。
總結(jié)
隨著Self-Filleting芯片粘接劑和流控技術(shù)的發(fā)展，封裝專家現(xiàn)在擁有了針對(duì)特定應(yīng)用的有效薄膜替代品。Self-Filleting材料的低成本與加工性能使其對(duì)于目前可能正在使用基于薄膜技術(shù)的許多制造商來說，都是具有吸引力的替代品（圖4）。
為了簡化存儲(chǔ)器等更多應(yīng)用的芯片疊層，傳統(tǒng)的芯片粘接劑正逐步被薄膜型的芯片粘接所取代，原因在于芯片疊層設(shè)計(jì)難以使用傳統(tǒng)的膏狀材料。但現(xiàn)在，Self-Filleting材料可能標(biāo)志著芯片粘接劑再度成為尋求低廉成本以及在保證性能的情況下，大限度提高現(xiàn)有資本生命周期的所選擇的材料。盡管Self-Filleting材料不是所有芯片粘接應(yīng)用的薄膜替代品，但對(duì)于多數(shù)應(yīng)用來說，Self-Filleting材料的確取得了突破性的進(jìn)步
流控芯片粘接技術(shù)詳述
由于芯片越來越薄，加之新封裝類型的設(shè)計(jì)規(guī)則日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)芯片粘接方法和工藝面臨越來越多的問題。例如，標(biāo)準(zhǔn)的膏狀芯片粘接材料制造工藝需點(diǎn)膠材料，且需施加足夠大的貼片壓力以便在芯片邊緣形成一倒角。典型的封裝規(guī)范要求100%的芯片粘接劑覆蓋率并在整個(gè)芯片周圍形成一倒角。當(dāng)封裝需要非常嚴(yán)格的組裝公差(≤100um)或非常薄的芯片時(shí)(≤70um)，便很難始終如一地控制倒角高度及長度。在這種情況下，傳統(tǒng)的芯片粘接工藝可能會(huì)導(dǎo)致芯片頂部(圖1)或引線墊片處的粘接劑沾污。鑒于此，設(shè)備組裝商們將目光投向了同樣面臨挑戰(zhàn)的粘膜技術(shù)。
Self-Filleting芯片粘接劑不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)芯片粘接劑的不足之處，而且提供了一套更低成本的薄膜替代方案。Self-Filleting粘接劑具備傳統(tǒng)芯片粘接劑的諸多優(yōu)勢，解決了其無法實(shí)現(xiàn)倒角控制的難題，它在基板圓點(diǎn)或圖案繪制方面遵循傳統(tǒng)粘接劑點(diǎn)膠工藝，芯片經(jīng)施加一定貼片壓力予以定位（圖2）。
然而，Self-Filleting粘接劑芯片定位工藝偏離了標(biāo)準(zhǔn)芯片粘接方法：施加足夠大的貼片壓力以便實(shí)現(xiàn)材料流動(dòng)，施加足夠小的貼片壓力以便通過取放工具釋放芯片時(shí)使其達(dá)到大程度的覆蓋率（約80%-90%）。釋放芯片后，材料毛細(xì)作用力可使可控流流至芯片邊緣，并在此處停止且形成一條膠層倒角，而非大倒角。
流控工藝參數(shù)
為了充分發(fā)揮Self-Filleting粘接劑的優(yōu)勢，其材料制造工藝與傳統(tǒng)粘接劑略有不同。點(diǎn)膠和芯片粘接工藝的初目標(biāo)是確保定位芯片時(shí)無溢流或角焊縫，以使得材料流動(dòng)并能過角焊峰，將其長度降至低。
重要的工藝參數(shù)是點(diǎn)膠量，這是因?yàn)槠鋵⒖刂普辰觿┮缌鞑⒃O(shè)置膠層厚度。此外，點(diǎn)膠圖案形狀及中心定位亦同樣重要，圖案形狀可確定材料流速并對(duì)角焊縫長度產(chǎn)生一定影響。點(diǎn)膠圖案依賴于芯片大小，但多數(shù)情況下，推薦采用材料點(diǎn)膠朝向芯片邊緣的雙十字圖案。須盡可能地設(shè)置較低鍵力，如100g或更低的鍵力，以便實(shí)現(xiàn)完全覆蓋。
盡管芯片粘接溫度可用來降低覆蓋時(shí)間，但該種方法并不被推薦，原因在于，依照自角焊機(jī)制，溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致材料在角焊縫形成之前發(fā)生固化。除了給定粘接劑的芯片粘接及流變特性外，達(dá)到完全覆蓋的實(shí)際時(shí)間主要取決于覆蓋率。
通過墊片控制膠層傾角
通過施加鍵力點(diǎn)膠材料以達(dá)到所需膠層來實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)芯片粘接劑的膠層控制。就Self-Filleting粘接劑及流控工藝而言，僅僅通過點(diǎn)膠量便可實(shí)現(xiàn)膠層控制。盡管施加鍵力才可實(shí)現(xiàn)材料流動(dòng)，但是與標(biāo)準(zhǔn)芯片粘接劑相比，其所需鍵力明顯較小：傳統(tǒng)的芯片粘接可能需要施加3-4牛頓的鍵力，而Self-Filleting則僅需約1牛頓。
密布著球狀顆粒的芯片粘接墊片常常用以控制膠層。墊片所具備的有機(jī)或金屬特性使得其在這類應(yīng)用中不僅可以確定膠層厚度，而且可幫助控制芯片粘接傾角。一般而言，芯片粘接劑只需使用較少墊片，每10×10區(qū)域約有200個(gè)墊片。
墊片的另一種優(yōu)勢在于其對(duì)膠層傾角的控制能力。當(dāng)由于設(shè)備設(shè)置不當(dāng)或粘接劑點(diǎn)膠不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致硅片定位不與基板相平行時(shí)便會(huì)出現(xiàn)膠層傾角。在Self-Filleting粘接劑中，墊片可用作粘接劑溢流的基柱，用以確保硅片定位與基板相平行。圖3顯示了通過使用墊片控制膠層傾角的同一疊層芯片結(jié)構(gòu)剖面圖。
Self-Filleting與薄膜
如上所述，鑒于傳統(tǒng)芯片粘接劑固有的不足之外，許多封裝公司將目光投向了薄膜芯片粘接材料，以滿足當(dāng)今存儲(chǔ)及疊層芯片應(yīng)用的加工性能需求。薄膜具備諸多優(yōu)點(diǎn)，其中之一是粘接時(shí)可控制材料流動(dòng)速率。
Self-Filleting使得人們只需投入較小的成本便可獲得薄膜所具備的某些特性。粘接劑制造成本相比薄膜更加低廉，這也是消費(fèi)者所觀注的問題之一。此外，通過使用Self-Filleting粘接劑，同樣可削減與工藝相關(guān)的其它成本。薄膜涵蓋已知的優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)芯片粘接劑。就完備工藝而言，出產(chǎn)率介于80%-90%之間，這意味著將浪費(fèi)10%-20%的薄膜產(chǎn)品。粘接劑僅可用于已知的優(yōu)質(zhì)芯片，降低所需芯片數(shù)量，節(jié)省成本。同時(shí)還可以減少基本設(shè)備投資。用于點(diǎn)膠粘接劑的標(biāo)準(zhǔn)制造工藝定義完善，且全球每一封裝工廠均配備了所需設(shè)備。膠膜應(yīng)用需購置新型設(shè)備并接受不同的制造工藝。
但是，使用Self-Filleting粘接劑替代基于薄膜的材料不僅節(jié)省了成本，而且具有更好的可靠性。與薄膜技術(shù)相關(guān)的可靠性問題之一便是覆膜過程中由于空洞集積所造成的缺陷。基板和/或芯片的表面粗糙度對(duì)薄膜材料帶來了挑戰(zhàn)，原因在于其無法填充或流入這些障礙物。由于粘接劑為液體，因此填入和流動(dòng)并不是其限制性因素。
隨著芯片產(chǎn)業(yè)向更薄方向發(fā)展，薄膜覆膜工藝中所需壓力同樣面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于薄片的易碎特性，當(dāng)施加鍵力予以定位時(shí)可能會(huì)發(fā)生裂縫。換言之，當(dāng)使用Self-Filleting芯片粘接劑時(shí)，僅需施加小的鍵力即可點(diǎn)膠并定位芯片，并且大大降低或消除芯片斷裂的機(jī)率。就同尺寸的疊層芯片設(shè)計(jì)而言，薄膜效用同樣受到限制。盡管通過使用可包裹金線膜（FOW）得到了一定改進(jìn)，但在解決諸如引線和/或彎曲引線之間的空洞等問題方面依然收效甚微。Self-Filleting粘接劑則可解決某些與薄膜相關(guān)的問題。
總結(jié)
隨著Self-Filleting芯片粘接劑和流控技術(shù)的發(fā)展，封裝專家現(xiàn)在擁有了針對(duì)特定應(yīng)用的有效薄膜替代品。Self-Filleting材料的低成本與加工性能使其對(duì)于目前可能正在使用基于薄膜技術(shù)的許多制造商來說，都是具有吸引力的替代品（圖4）。
為了簡化存儲(chǔ)器等更多應(yīng)用的芯片疊層，傳統(tǒng)的芯片粘接劑正逐步被薄膜型的芯片粘接所取代，原因在于芯片疊層設(shè)計(jì)難以使用傳統(tǒng)的膏狀材料。但現(xiàn)在，Self-Filleting材料可能標(biāo)志著芯片粘接劑再度成為尋求低廉成本以及在保證性能的情況下，大限度提高現(xiàn)有資本生命周期的所選擇的材料。盡管Self-Filleting材料不是所有芯片粘接應(yīng)用的薄膜替代品，但對(duì)于多數(shù)應(yīng)用來說，Self-Filleting材料的確取得了突破性的進(jìn)步
