Keo underfill mao dẫn cho flip chip
Keo underfill mao dẫn được bơm vào khe hở giữa chip flip chip và đế, chảy nhanh nhờ lực mao dẫn rồi đóng rắn ở nhiệt độ thấp. Lớp keo này phân tán ứng suất nhiệt lên toàn bộ bề mặt, giúp các bump hàn chịu được hàng nghìn chu kỳ nhiệt và va đập rơi.
Với xu hướng bước bump ngày càng nhỏ và khe hở chỉ còn vài chục micromet, việc chọn underfill phù hợp quyết định trực tiếp năng suất và độ tin cậy của sản phẩm.
Vai trò của underfill trong cấu trúc flip chip
Silicon có hệ số giãn nở nhiệt khoảng 3 ppm/°C, trong khi đế hữu cơ lên tới 15–17 ppm/°C. Khi nhiệt độ thay đổi, chênh lệch này dồn toàn bộ ứng suất vào các bump hàn nhỏ, dẫn đến nứt mỏi. Underfill khi đóng rắn liên kết chip với đế thành một khối, giảm ứng suất trên bump tới hàng chục lần.
Thông số cần đối chiếu khi chọn underfill
| Thông số | Giá trị tham khảo | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| Độ nhớt ở 25°C | 0,3–3 Pa·s | Ảnh hưởng tốc độ chảy mao dẫn |
| Kích thước hạt độn tối đa | 5–20 µm | Phải nhỏ hơn 1/3 khe hở |
| Nhiệt độ thủy tinh hóa Tg | 110–150°C | Ổn định cơ học khi vận hành |
| Hệ số giãn nở dưới Tg | 25–35 ppm/°C | Cân bằng giữa chip và đế |
| Điều kiện đóng rắn | 110–150°C trong 5–30 phút | Quyết định nhịp dây chuyền |
Đóng rắn nhiệt độ thấp và chảy nhanh
Các dòng underfill mới đóng rắn ở 110–130°C, phù hợp với linh kiện nhạy nhiệt như cảm biến ảnh hay mô-đun camera. Tốc độ chảy nhanh giúp lấp đầy khe dưới chip 10×10 mm chỉ trong vài chục giây khi đế được gia nhiệt 70–90°C, rút ngắn thời gian chu kỳ.
Lỗi thường gặp và cách phòng tránh
- Rỗ khí do đế còn ẩm: sấy đế trước khi bơm keo.
- Keo chảy không đều do cặn thuốc hàn: kiểm soát vệ sinh sau reflow.
- Keo tràn lên linh kiện lân cận: tối ưu đường bơm hình chữ L hoặc chữ I.
- Bong lớp sau thử nghiệm ẩm: chọn keo có độ hút nước thấp.
Kiểm tra sau khi đóng rắn
Để xác nhận chất lượng, nhà máy thường dùng kính hiển vi âm học quét SAM phát hiện rỗ khí và tách lớp dưới chip, kết hợp cắt mặt cắt ngang định kỳ. Thử nghiệm chu kỳ nhiệt từ -40°C đến 125°C và thử rơi giúp so sánh độ tin cậy giữa các dòng keo trước khi chốt vật liệu cho sản xuất hàng loạt.
AMS phân phối underfill của Henkel Loctite và các hãng Nhật Bản cho đóng gói bán dẫn và lắp ráp bo mạch. Liên hệ AMS Việt Nam để được hỗ trợ thử nghiệm dòng chảy trên mẫu thực tế.
