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OCA貼合后總是出現(xiàn)氣泡問題?請查收這份全貼合氣泡分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
發(fā)布時(shí)間:2023/04/25 16:41

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脫泡三大要素和脫泡機(jī)理

因?yàn)門P&LCM 與OCA中間會(huì)殘留一定程度的空氣質(zhì)量,所以O(shè)CA貼合后必須脫泡。


脫泡三大要素:時(shí)間,溫度、壓力。

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溫度加熱

1、增加膠的粘度;2、加速膠的流動(dòng)性;3、增加滋潤度

壓力加壓

1、加速膠的流動(dòng);2、增加滋潤度;3、施壓去除氣泡

時(shí)間

1、使膠持續(xù)流動(dòng);2、催化溶入現(xiàn)象去除氣泡


1、LCM和TP個(gè)體表面是不會(huì)完全平整,毫無公差,再加上TP上油墨段差,所以在油墨邊緣,TP VA 區(qū)域邊緣殘留氣膜是必定的;另外在G+G全貼合中,也會(huì)產(chǎn)生少量氣泡。


2、脫泡的三大要素,時(shí)間,溫度,壓力 。主要是增加膠的流動(dòng)性及滋潤度并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臄D壓壓力,催化空氣溶入現(xiàn)象來去除空氣這個(gè)質(zhì)量,空氣質(zhì)量不會(huì)排除或消失,只會(huì)擴(kuò)散至OCA表面及融入OCA中。


3、合適的脫泡溫度,壓力,時(shí)間,避免膠的邊緣吸收太多的空氣。



氣泡失效機(jī)理

使用真空貼合機(jī)貼合完后,貼合面容易留下氣泡,大部分可以通過脫泡脫除,但20%的幾率會(huì)留小單點(diǎn)的小氣泡,這種小氣泡有兩種類型:


 1,脫泡不良

 2,Delay Bubble


脫泡不良

一次脫泡后留下的小氣泡很難再次脫掉,因?yàn)闅馀菘s小了而相對面積下的OCA變大了,行成圍墻效應(yīng),也就是說壓力無法有效傳遞到小面積的氣泡上,導(dǎo)致無法脫泡完成,可以使用單點(diǎn)壓力脫泡的來解決這個(gè)問題

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Delay bubble

Delay bubble 的定義是脫泡完成后立即或某一段時(shí)間之后又再次復(fù)發(fā)的氣泡,產(chǎn)生的原因歸納為兩種特性:


1. 挺性型再發(fā)氣泡

2. 內(nèi)應(yīng)力型再發(fā)氣泡

挺性型再發(fā)氣泡

G+G貼合施壓后隨之對TP 油墨段差產(chǎn)生壓力,TP材質(zhì)挺性不會(huì)消失,所以在油墨邊緣就會(huì)產(chǎn)生挺性型再發(fā)氣泡,單點(diǎn)壓力脫泡可以消除,但TP挺性卻永遠(yuǎn)存在,這就有再次再發(fā)的可能性。這里我們使用”脫泡緩慢泄壓”的方式有效減少TP挺性應(yīng)力與OCA應(yīng)力回復(fù)的不平衡現(xiàn)象。


另外,通過調(diào)整脫泡機(jī)參數(shù),通常減少脫泡壓力和降低脫泡溫度對減少Delay Bubble 有益。


脫泡緩慢泄壓


脫泡緩慢泄壓一般我們脫泡機(jī)的動(dòng)作是壓力或溫度同時(shí)或分時(shí)產(chǎn)生,然后再依時(shí)間設(shè)定開始脫泡程序,直到脫泡時(shí)間完成同時(shí)降溫減壓,依照設(shè)定壓力及脫泡機(jī)排氣設(shè)計(jì)不同泄壓的時(shí)間由30sec~60Sec不等!這樣的泄壓程序有一個(gè)很大的盲點(diǎn)就是TP并不會(huì)因?yàn)閴毫皽囟仍斐啥啻蟮母淖儯鳲CA對于溫度壓力卻很敏感,所以當(dāng)壓力快速釋放的當(dāng)下,TP的挺性很快會(huì)回復(fù),但暫時(shí)被膠的黏性牽制住了!然而OCA的挺性恢復(fù)就很慢了。這樣當(dāng)脫泡Module 一離開脫泡機(jī),OCA 還殘留一定的核心溫度,內(nèi)應(yīng)力較小就很容易會(huì)被TP 挺性應(yīng)力拉開產(chǎn)生小氣泡,這里多數(shù)是原來就有氣泡的地方,而內(nèi)部確實(shí)也有少量的空氣質(zhì)量,這種稱謂析出現(xiàn)象。


緩慢泄壓;改變泄壓程序先保持溫度不變,再以每秒鐘較少0.03Kg/cm2的的泄壓速度直至無壓力為止。

應(yīng)力型再發(fā)氣泡

這種類型的Delay Bubble 是最麻煩的類型,這類型的再發(fā)氣泡是由OCA及OCA與TP/LCM夾層的Particle(雜質(zhì))引起的,但不是所有的Particle 都會(huì)產(chǎn)生這種類型再發(fā)氣泡,也與Particle 的尺寸大小無關(guān),無法根據(jù)單純的量測篩選作防治,主要的關(guān)鍵點(diǎn)在于Particle 的立體形狀,一般立體的Particle 容易產(chǎn)生氣泡。

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匯總收集到的生產(chǎn)工藝設(shè)置參數(shù),根據(jù)脫泡失效原理中各參數(shù)的影響,針對滾輪壓力,貼合壓力,脫泡壓力,脫泡溫度,脫泡時(shí)間重新設(shè)置參數(shù),考慮到目前的氣泡反彈現(xiàn)象,將與產(chǎn)品變形相關(guān)的參數(shù)調(diào)整到最小。


下表紅色參數(shù)為待驗(yàn)證參數(shù)。

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試產(chǎn)情況(脫泡參數(shù):10MIn ,40°,0.25Mpa):

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試產(chǎn)情況(脫泡參數(shù):15MIn ,50°,0.2Mpa):

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氣泡故障觀察重點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié):


 1.確認(rèn)故障氣泡是沒有脫干凈還是反彈氣泡(Delay bubble),沒有脫干凈氣泡通過延長脫泡時(shí)間,增加脫泡壓力,提高脫泡溫度進(jìn)行試驗(yàn),優(yōu)先順序?yàn)?時(shí)間,壓力,溫度。


 2.確定故障氣泡是在TP和OCA之間,還是OCA和LCM之間,通過放大鏡調(diào)焦清晰度判斷是在哪一層,在LCM和OCA之間時(shí),調(diào)焦清晰度與LCM的RGB點(diǎn)陣清晰度相同。TP和OCA之間氣泡主要為油墨段差,全貼合(G+G)壓合應(yīng)力,脫泡應(yīng)力導(dǎo)致。通過降低TP和LCM的貼合壓力,脫泡壓力,脫泡溫度來優(yōu)化反彈氣泡。


 3.確定故障氣泡是空氣引起還是雜質(zhì)引起,雜質(zhì)引起的氣泡里面有立體雜質(zhì)。雜質(zhì)氣泡需要管理好無塵車間,特別是來料產(chǎn)品上的雜質(zhì)被帶到車間和貼合部件上。


4.使用UV照射脫泡后的產(chǎn)品,有益于避免氣泡反彈。




根本原因

之前氣泡不良品主要為挺性型再發(fā)氣泡(Delay bubble 的一種)。主要為G+G貼合設(shè)備貼合壓力過大,并且消泡參數(shù)設(shè)置不合理,貼合應(yīng)力和消泡應(yīng)力導(dǎo)致在消泡后出現(xiàn)氣泡反彈。




改善建議

1.理解消泡和氣泡產(chǎn)生的原理,弄懂產(chǎn)品特性,科學(xué)調(diào)整設(shè)備參數(shù)。

2.采購UV設(shè)備,脫泡后進(jìn)行UV處理,減少客戶端氣泡反彈

3.貼合車間安排專人統(tǒng)一管理和問題分析,逐步提高整體良率。



屹立芯創(chuàng) · 除泡品類開創(chuàng)者


屹立芯創(chuàng)作為除泡品類開創(chuàng)者,深耕半導(dǎo)體先進(jìn)封裝技術(shù)20余年,專注解決半導(dǎo)體先進(jìn)封裝中的氣泡問題,提供多種制程工藝中的氣泡整體解決方案。對Mini/Micro LED、芯片貼合Die Attached、灌注灌封IGBT Potting、底部填膠underfill、點(diǎn)膠封膠Dispensing、OCA lamination等工藝擁有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

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屹立芯創(chuàng)以核心的熱流和氣壓兩大技術(shù),持續(xù)自主研發(fā)與制造除泡品類體系,專注提升良率助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展,專業(yè)提供提供半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)先進(jìn)封裝領(lǐng)域氣泡解決方案,現(xiàn)已成功賦能半導(dǎo)體、汽車、新能源、5G/IoT等細(xì)分領(lǐng)域。


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