Underfill Komponenten

Präsentation zum Thema: "Underfill Komponenten"—  Präsentation transkript:

1 Underfill Komponenten

2 Gliederung Was ist Underfilling? Wo wird Underfilling angewandt?
Aufgaben des Underfillers Arten von Underfillern one-step und two-step Underfiller reworkable und non-reworkable Underfiller chemische Zusammensetzung Temperaturen beim Underfilling Underfill Prozess Probleme beim Underfilling Alternativen zum Underfilling

3 Was ist Underfilling? unter Underfilling wird das Auffüllen des Zwischenraumes zwischen IC und Substrat verstanden das Underfill-Material basiert überwiegend auf temperaturbeständigen und partiell elastischen Kunstharzen

4 Wo wird Underfilling angewandt?
bei: flip chip CSP (chip scale package) BGA und µBGA

5 Aufgaben des Underfillers
Aufnahme der Spannungen zwischen Chip und Substrat die durch mechanische Belastung und unterschiedliche Temperaturkoeffizienten zustanden kommen Verhinderung von Rissen an der Lot-Substrat- und Lot-Chip-Grenzfläche Schmutz- und Feuchtebarriere Verhinderung der Bildung von Zinnwhiskern

6 Arten von Underfillern
Ein- und Zweikomponenten Underfiller one-step und two-step Underfiller reworkable und non-reworkable Underfiller

7 one-step two-step Underfiller Underfiller
werden nach aufbringen der Lotpaste und vor aufbringen des ICs aufgebracht durchlaufen den normalen Reflowlötprozess auch „No-Flow-Underfill“ teilweise mit Eigenschaften die Flussmittel ersetzen werden nach dem verlöten der Bauteile aufgebracht seperater Aushärtungsprozess notwendig

8 reworkable/non-reworkable
nicht jeder Underfiller ist für ein Reworking konzipiert für Reworking geeignete Underfiller lassen sich auf thermischem oder chemischem Wege entfernen das Entfernen von Bauelementen auf non- reworkable Underfiller führt oft zur Schädigung des PCB

9 chemische Zusammensetzung von Underfillern
Basis: zumeist Epoxid- oder Polyesterharze Füllstoffe: SiO2, Al2O3, CaCO3 zur Anpassung des Elastizitätskoeffizient und Wärmeausdehnungskoeffizienten Weichmacher zur Beeinflussung der Viskosität Härter und Härtungsverzögerer zur Beeinflussung des Aushärtungsprozesses

10 Temperaturen beim Underfilling
Lagerung des Underfillers bei °C Verarbeitung teilweise bei Raumtemperatur teilweise bei höheren Temperaturen: °C Temperierung von PCB, IC, Underfiller und Dosiernadel um niedrige Viskosität zu gewährleisten Aushärtung bei Temperaturen von °C bei two-step Underfillern wenige Produkte härten auch bei Raumtemperatur aus

11 Underfill Prozess Aufbringen des Underfillers an Chip-Kanten mit Zeit-Druck- oder Schneckendosiersystem

12 Underfill Prozess wenn Spalt vollständig gefüllt: aufbringen einer umlaufenden Linie zur Bildung eines Underfill-Meniskus für gleichmäßigere Spannungsverteilung (nicht zwingend erforderlich)

13 Probleme beim Underfilling
es können Fließblasen entstehen während des Füllvorgangs durch Ausgasen flüchtiger Bestandteile aus dem Underfiller Gasentwicklung bei der Reaktion des Underfillers mit anderen Stoffen (z.B. Flussmittelrückstände) austreten gelöster Feuchte aus dem Leiterplattensubstrat durch die erhöhte Temperatur beim Aushärten

14 Mikroskopische Fließblasen <200µm

15 Makroskopische Fließblasen ≥500µm

16 Fließblasen verhindern
genaue Einhaltung der Lager- und Verarbeitungstemperatur sehr genaue Dosierung des Underfillers abfahren bestimmter Dispensmuster je nach Bauteildimensionen

17 Alternativen zum Underfilling
Cornerbonding Edgebonding

18 Alternativen zum Underfilling
„Underfilms“ Materialstreifen die wie Bauteile gesetzt werden bevor der IC bestückt wird durchlaufen den Reflowlötprozess nur von einem Hersteller verfügbar