暗中观察

不如默默关注

底部填充胶在使用过程中常出现空洞与气隙问题，影响封装可靠性。此类问题与封装设计及工艺流程密切相关。掌握空洞的特征、检测手段及其形成机制，有助于有效识别并解决相关缺陷[k]。

1. 空洞的特性分析

识别空洞特征是追溯其成因的关键，主要包括：
（1）**形状**：圆形或不规则形；
（2）**尺寸**：以在芯片平面所占面积衡量；
（3）**频率**：单个器件中出现数量及批次分布情况；
（4）**位置**：是否集中于特定区域，是否与凸点互连或施胶方式相关[k]。

2. 空洞检测方法

常用检测手段包括：
（1）**玻璃芯片/透明基板观察法**：可直观观测流动过程与空洞形成，但结果可能存在偏差；
（2）**超声扫描成像（SAT）**：非破坏性检测，适用于已固化样品，精度受设备和封装结构影响；
（3）**破坏性截面分析**：通过剖切或剥离芯片获取空洞三维信息，适用于失效分析，但无法用于未固化样品[k]。

3. 空洞产生原因及应对措施

一、流动型空洞

在底部填充胶流动过程中，多个流动前沿交汇时包裹空气形成气泡，进而产生空洞[k]。

成因：
- 多点施胶虽提升流动速度，但易导致流动波阵面交汇产生空洞；
- 温度差异影响胶体流动性与交汇行为；
- 胶体流向周边元件（如通孔、无源器件）造成局部缺胶[k]。

检测方法：
采用不同颜色胶体进行多通道施胶试验，结合透明基板可视化流动路径，便于定位空洞生成过程[k]。

消除策略：
优化施胶时序与通道数量，避免流动前沿交错；采用喷射式点胶替代传统针滴，提高控制精度，减少空洞风险[k]。

二、水气空洞

基板内部或表面吸附的水分在固化过程中挥发，形成指状或蛇形空洞，常见于有机基板封装[k]。

检测与对策：
对器件进行100℃以上预烘处理，若空洞减少则确认为水气所致。需进一步确定最佳烘烤温度与时长，并制定存储规范。可通过精密天平监测部件重量变化评估含水量[k]。

注意：助焊剂残留也可能引发类似问题，可通过湿气暴露试验区分——再吸湿后重现为空洞者为水气问题，否则可能为助焊剂污染[k]。

三、流体胶中气泡引发的空洞

材料处理不当、重新分装或设备设置不良可能导致胶体内含气泡，在施胶过程中引入空洞[k]。

检测方法：
（1）使用细针头注射器施胶，观察胶线是否存在断续或气泡。若发现问题，应联系材料供应商优化存储与脱泡工艺；
（2）更换施胶设备组件（如阀门、泵、喷射头）重复测试。若仅在特定设备下出现空洞，则需与设备供应商协同调整参数[k]。

四、沾污空洞

助焊剂残留或其他污染物干扰胶体流动，导致不规则空洞，尤其易出现在互连凸点周围。污染物还可能在固化过程中释放气体，加剧空洞形成[k]。

此外，底部填充胶流动会将助焊剂推向芯片远端，在对侧表面形成一连串微小气泡，表明污染已参与反应过程。建议加强焊后清洗工艺，排查污染源[k]。

4. 空洞分析策略

判断空洞出现在固化前或固化后，有助于缩小成因范围：
- 若空洞仅在固化后出现，可排除流动型和胶体自带气泡因素，应重点排查水气、沾污或固化工艺问题；
- 若空洞在固化前后特征一致，则可能源于流动过程本身，且可能存在多种成因叠加；
- 沾污可能同时引发流动受阻和气体释放，导致复合型空洞，需综合分析[k]。