流控芯片粘接技术详述
由于芯片越来越薄，加之新封装类型的设计规则日趋严格，传统芯片粘接方法和工艺面临越来越多的问题。例如，标准的膏状芯片粘接材料制造工艺需点胶材料，且需施加足够大的贴片压力以便在芯片边缘形成一倒角。典型的封装规范要求100%的芯片粘接剂覆盖率并在整个芯片周围形成一倒角。当封装需要非常严格的组装公差(≤100um)或非常薄的芯片时(≤70um)，便很难始终如一地控制倒角高度及长度。在这种情况下，传统的芯片粘接工艺可能会导致芯片顶部(图1)或引线垫片处的粘接剂沾污。鉴于此，设备组装商们将目光投向了同样面临挑战的粘膜技术。
Self-Filleting芯片粘接剂不仅弥补了传统芯片粘接剂的不足之处，而且提供了一套更低成本的薄膜替代方案。Self-Filleting粘接剂具备传统芯片粘接剂的诸多优势，解决了其无法实现倒角控制的难题，它在基板圆点或图案绘制方面遵循传统粘接剂点胶工艺，芯片经施加一定贴片压力予以定位（图2）。
然而，Self-Filleting粘接剂芯片定位工艺偏离了标准芯片粘接方法：施加足够大的贴片压力以便实现材料流动，施加足够小的贴片压力以便通过取放工具释放芯片时使其达到最大程度的覆盖率（约80%-90%）。释放芯片后，材料毛细作用力可使可控流流至芯片边缘，并在此处停止且形成一条胶层倒角，而非大倒角。
流控工艺参数
为了充分发挥Self-Filleting粘接剂的优势，其材料制造工艺与传统粘接剂略有不同。点胶和芯片粘接工艺的最初目标是确保定位芯片时无溢流或角焊缝，以使得材料流动并能过角焊峰，将其长度降至最低。
最重要的工艺参数是点胶量，这是因为其将控制粘接剂溢流并设置胶层厚度。此外，点胶图案形状及中心定位亦同样重要，图案形状可确定材料流速并对角焊缝长度产生一定影响。点胶图案依赖于芯片大小，但多数情况下，推荐采用材料点胶朝向芯片边缘的双十字图案。须尽可能地设置较低键力，如100g或更低的键力，以便实现完全覆盖。
尽管芯片粘接温度可用来降低覆盖时间，但该种方法并不被推荐，原因在于，依照自角焊机制，温度过高可能会导致材料在角焊缝形成之前发生固化。除了给定粘接剂的芯片粘接及流变特性外，达到完全覆盖的实际时间主要取决于覆盖率。
通过垫片控制胶层倾角
通过施加键力点胶材料以达到所需胶层来实现对传统芯片粘接剂的胶层控制。就Self-Filleting粘接剂及流控工艺而言，仅仅通过点胶量便可实现胶层控制。尽管施加键力才可实现材料流动，但是与标准芯片粘接剂相比，其所需键力明显较小：传统的芯片粘接可能需要施加3-4牛顿的键力，而Self-Filleting则仅需约1牛顿。
密布着球状颗粒的芯片粘接垫片常常用以控制胶层。垫片所具备的有机或金属特性使得其在这类应用中不仅可以确定胶层厚度，而且可帮助控制芯片粘接倾角。一般而言，芯片粘接剂只需使用较少垫片，每10×10区域约有200个垫片。
垫片的另一种优势在于其对胶层倾角的控制能力。当由于设备设置不当或粘接剂点胶不协调而导致硅片定位不与基板相平行时便会出现胶层倾角。在Self-Filleting粘接剂中，垫片可用作粘接剂溢流的基柱，用以确保硅片定位与基板相平行。图3显示了通过使用垫片控制胶层倾角的同一叠层芯片结构剖面图。
Self-Filleting与薄膜
如上所述，鉴于传统芯片粘接剂固有的不足之外，许多封装公司将目光投向了薄膜芯片粘接材料，以满足当今存储及叠层芯片应用的加工性能需求。薄膜具备诸多优点，其中之一是粘接时可控制材料流动速率。
Self-Filleting使得人们只需投入较小的成本便可获得薄膜所具备的某些特性。粘接剂制造成本相比薄膜更加低廉，这也是消费者所观注的问题之一。此外，通过使用Self-Filleting粘接剂，同样可削减与工艺相关的其它成本。薄膜涵盖已知的优质和劣质芯片粘接剂。就完备工艺而言，出产率介于80%-90%之间，这意味着将浪费10%-20%的薄膜产品。粘接剂仅可用于已知的优质芯片，降低所需芯片数量，节省成本。同时还可以减少基本设备投资。用于点胶粘接剂的标准制造工艺定义完善，且全球每一封装工厂均配备了所需设备。胶膜应用需购置新型设备并接受不同的制造工艺。
但是，使用Self-Filleting粘接剂替代基于薄膜的材料不仅节省了成本，而且具有更好的可靠性。与薄膜技术相关的可靠性问题之一便是覆膜过程中由于空洞集积所造成的缺陷。基板和/或芯片的表面粗糙度对薄膜材料带来了挑战，原因在于其无法填充或流入这些障碍物。由于粘接剂为液体，因此填入和流动并不是其限制性因素。
随着芯片产业向更薄方向发展，薄膜覆膜工艺中所需压力同样面临着严峻挑战。由于薄片的易碎特性，当施加键力予以定位时可能会发生裂缝。换言之，当使用Self-Filleting芯片粘接剂时，仅需施加最小的键力即可点胶并定位芯片，并且大大降低或消除芯片断裂的机率。就同尺寸的叠层芯片设计而言，薄膜效用同样受到限制。尽管通过使用可包裹金线膜（FOW）得到了一定改进，但在解决诸如引线和/或弯曲引线之间的空洞等问题方面依然收效甚微。Self-Filleting粘接剂则可解决某些与薄膜相关的问题。
总结
随着Self-Filleting芯片粘接剂和流控技术的发展，封装专家现在拥有了针对特定应用的有效薄膜替代品。Self-Filleting材料的低成本与加工性能使其对于目前可能正在使用基于薄膜技术的许多制造商来说，都是具有吸引力的替代品（图4）。
为了简化存储器等更多应用的芯片叠层，传统的芯片粘接剂正逐步被薄膜型的芯片粘接所取代，原因在于芯片叠层设计难以使用传统的膏状材料。但现在，Self-Filleting材料可能标志着芯片粘接剂再度成为寻求低廉成本以及在保证性能的情况下，最大限度提高现有资本生命周期的所选择的材料。尽管Self-Filleting材料不是所有芯片粘接应用的薄膜替代品，但对于多数应用来说，Self-Filleting材料的确取得了突破性的进步