倒裝芯片中的芯片偏斜問題及解決方案

　　在電子工業的許多領域，都將倒裝芯片結合到新產品中，呈現增長的規律。因此，必須理解許許多多的設計、材料、工藝和設備有關的變量，以保證該技術成功地實施和生存。例如，裸芯片的處理與貼裝產生了通常在標準的表面貼裝裝配中不會遇到的新挑戰。有一個顧客最近問，“我們看到在我們得倒裝芯片裝配工藝中偏斜芯片的數量在增加 - 什么可能會造成這個問題，我們如何糾正它?”

　　倒裝芯片中的芯片偏斜問題解決方案

　　芯片偏斜是一個當處理裸芯片是可能偶爾發生的一個工藝問題。在倒裝芯片裝配工藝中的一些因數可能造成這種貼裝缺陷，包括不適當的設備設定、不正確的工藝參數和不兼容的裝配材料。另外，貼裝精度不僅受芯片貼裝工藝的影響，而且受其他制造工序的影響，諸如上助焊劑、板的傳送和焊錫回流。迅速地決定和消除造成這個特殊偏斜問題的變量，經常對制造工程師們是一個挑戰。

　　對于前面所提到的芯片偏斜的特殊情況，我們跟隨一系列的方法步驟，以找到問題的原因和提供一個解決方法。在與該顧客一起工作時，初始的重點放在決定那個工藝步驟造成該問題。在上游與下游工藝上作工藝檢查，主要是上助焊劑和焊錫回流，以決定每個工藝的潛在影響。在得出工藝與設備狀況都在規格范圍之內的結論和保證所有獨立與非獨立變量都正確之后，我們在客戶的工廠對芯片貼裝進行了觀察。觀察顯示，不同的吸嘴類型在各種芯片批號上產生重大的偏斜作用。

　　然后，在一條表面貼裝線上模擬了該貼裝過程，各變量與條件和客戶工廠所使用的一樣。使用客戶的實際產品和各種芯片批號，在貼裝過程中，當使用兩個吸嘴型號時進行高速攝影。影片顯示在芯片被釋放的同時芯片也粘附到B型吸嘴(橡膠)上，但是當使用A型吸嘴時沒有芯片的粘附。進行貼裝時沒有使用助焊劑，以突出芯片對吸嘴的粘附情況。對板剛性支撐，以減少板的彈性作用。也收集了信息，以決定每個吸嘴類型對各種芯片批號的交互作用。

　　在芯片和吸嘴上的污染，以及芯片和吸嘴的表面光潔度，進行了徹底的調查。對吸嘴類型(新舊)和各個芯片批號兩者的樣品進行了特性分析，包括溶劑萃取法、電子掃描顯微鏡(SEM)和富利埃轉換紅外光譜分析(FTIR)。分析顯示，背面凹處出現在失效的芯片批號上(大約30mm直徑、8mm深度)。也發現有機化合物 - 主要是粘著的和自由的氫氧化合物族。這種情況可以導致芯片粘著問題，或者由于過大的粘附力，或者由于真空的局部效應。另外，FTIR分析揭示在舊的吸嘴(A型與B型兩者)上有化合物族，表明有自由的氫氧化合物族，這些化合物族可能在有機酸、酒精和溶劑中發現。芯片粘著的可能原因是由于氫氧化合物族的相互作用或反應，造成芯片與吸嘴之間過大的粘著力。在貼裝機器上安裝了新的吸嘴，偏斜問題立刻得到糾正。

　　在這個特殊的案例中，芯片偏斜問題的解決只是簡單的糾正。吸嘴表面的情況對于獲得吸嘴與芯片之間適當的粘附與分開是關鍵的。適當的吸嘴表面清潔方法對于保證吸嘴(與貼裝)的性能是關鍵的。