Deflux（助焊剂清洗）

对于常规Flip Chip工艺的产品来说，倒装上芯后，Bump与基板Pad 焊接状态十分重要。为保证产品回流焊接过程的稳定性及回流后焊点拥有良好的焊接效果，贴装时往往使用Flux（助焊剂）来辅助焊接。但是，焊接完成后，若不能将残留未挥发助焊剂及时清理，那么在接下来的Underfill作业时，由于Bump间隙残留的助焊剂与底填胶不相溶，在固化时助焊剂进一步挥发后，极易产生填充空洞。所以，在Underfill工序来料前的最后一个步骤，往往是Deflux（助焊剂清洗），Deflux应确认合适的化学药水、药水浓度、清洗链速等条件，方能将残余助焊剂完全清洗。

UF Prebake（底部填充前烘烤）

常规半导体树脂封装基板由有机高分子材料组成，极性有机分子易于吸附水分子，且树脂材料基板比陶瓷基板浸润性更强。待加工产品经过助焊剂清洗后，水汽附着于基板表面，而后浸入基板内部造成第一次基板吸湿现象。另外，基板在空气中存放的过程中，又会吸附空气中的水分，从而造成第二次吸湿现象。对于Underfill制程来说，底填胶填入后需要进行高温固化，若基板在该阶段内仍浸润有大量水分，那么水分便会在这个过程中向上挥发，从而造成填充空洞现象。为了避免这个风险的存在，因此在Underfill制程的第一步，填充前先进行Prebake 操作，以减少此类风险的发生概率。

UF Pre Plasma（底部填充前等离子清洗）

底部填充前的最后一个准备工作即为Plasma清洗。其目的是为了活化基板表面，增大基板表面对底填胶的浸润性减小底填胶的接触角、减小填充过程中包裹气泡的风险，提高底填效率。Underfill常用的等离子清洗机根据作业原理，又被分为微波、射频两种类型，此处介绍微波等离子清洗原理。

微波等离子清洗原理：微波等离子是由工作频率为 2.45 GHz 的微波激发工艺气体放电, 在正负极磁场作用下的谐振腔体内产生等离子体，其清洗方式主要为气体等离子体与基板表面发生化学反应，将表面非挥发性有机杂质转化为易挥发的气体形式，从而起到清洁作用。因为整个放电过程不需要正负电极，所以产生自偏压极小，从根本上避免了静电放电损伤。

等离子体和固体、液体或气体一样，是物质的一种状态，也叫做物质的第四态。对气体施加足够的能量使之离化便成为等离子状态。等离子清洗就是通过利用其活性组分的性质来处理样品表面，从而实现清洁、活化、改性、等目的。

Underfill（底部填充-点胶）

Underfill底部填充-点胶：在新产品评估阶段，根据产品设计图纸信息及底填胶材料要求，先行确认目标产品是否满足底填工艺需求并识别对应作业风险点，确定基本点胶参数。常规Underfill工艺，主要包含以下七大参数：

l 点胶路径——Die size、Bump排布、被动元件避让距离等条件决定，要求底填胶流动性最好，KOZ最小

l 点胶距离——基板焊盘开窗、被动元件、金手指避让距离等条件决定，要求芯片爬胶影响最小、KOZ最小

l 点胶长度——常规要求主路径在长边点胶，点胶长度为芯片长边尺寸的50%-90%

l 点胶高度——常规要求基板测高后，点胶高度大于芯片厚度+Bump height

l 产品作业温度——指产品作业过程中，真空平台加热后均匀受热温度，由底填胶TDS确定范围

l 点胶头温度——点胶阀阀体内底填胶温度，由底填胶TDS确定范围

l 点胶胶量——由产品底部空间大小、爬胶高度要求、底填胶密度等确定

UF Post Cure（底部填充后固化）

根据常规底部填充胶的特性，在产品点胶作业后，需要根据底填胶的感温固化特性，按照一定的温度时间参数进行加热固化。实际上，底填胶的完全固化除物理变化外，还会发生一定程度上的化学变化，使其拥有足够的硬度和强度，以此来保护焊点与芯片在受到碰撞与冲击时的可靠性。在实际生产应用中，底填过程经常会由于基板设计、Bump 排布不规则、工艺制程能力限制等原因，不可避免的存在包裹气泡现象，气泡如果不被清除，其通常会在芯片的加热循环中迅速膨胀，与膨胀气体相关的力会导致焊料连接开裂或芯片变得不可靠。这就需要应用一定的工艺手段，在post Cure 阶段完成除泡工作。通常，除泡过程需在gelation temperature(凝胶化温度)以下完成，胶材在凝胶化时，气泡被抽除时是无法闭合的，会形成细长条气泡型态。所以，底部填充后固化过程的温度曲线往往是多段式的（低温除泡、高温固化）。当前，行业内普遍认为最有效的除泡方式为在固化过程加入压力&真空进程，采用专用除泡系统是最快捷且高效的除泡方式。

C-SAM超声波扫描

超声波显微镜 (SAT)是Scanning Acoustic Tomography 的简称，又称为SAM (Scanning Acoustic Microscope)。在Underfill制程检测中，普遍使用的模式为二维反射式平面检测/图像（C-Mode），因为称之为C-SAM。此检测为应用超声波与不同密度材料的反射速率及能量不同的特性来进行分析。利用纯水当介质传输超声波信号，当讯号遇到不同材料的界面时会部分反射及穿透，此种发射回波强度会因为材料密度不同而有所差异，将探测特定范围内的反射波强度以灰度的形式连续显示出来, 这样就可以绘制出工件内部缺陷横截面图形。扫描声学显微镜就是利用此特性，来检验材料内部的缺陷并依所接收的信号变化将之成像。

Underfill固化后产品外观检验

产品在UF站作业完成后，需进行外观检验，Underfill 检验标准通常包含以下几点：

KOZ——基板底填胶远端至芯片边缘距离，根据具体工艺质量标准确认是否超标

爬胶高度——底填胶与芯片边缘接触的Z轴高度

芯片表面Creeping——环氧树脂爬升至芯片表面时的宽度

Underfill Crack——Underfill固化后产生的胶材裂纹，通常不允许存在此现象

底填胶覆盖被动元器件情况——基板方向底填胶是否覆盖被动元器件

RA-可靠性实验

对于半导体封装来说，在新产品新工艺导入阶段，验证产品作业完成后，通常需要通过一系列可靠性实验进行分析确认，若实验结果无法通过，则需要优化工艺制程。

如下列举Underfill常用可靠性分析项目：

跌落实验(Drop Test)——评价封装体抗跌落性能。分为垂直跌落与混合跌落（滚动跌落）两种模式，根据实际产品测试要求制定跌落高度与跌落次数

弯曲实验(Bend Test)——评价封装体抗弯曲强度性能。对PCB做弯曲实验，弯曲程度由研发根据产品不同而设定

温度循环（TCT）——评价封装体热力学性能。实际的测试中有两种情况，一种称之为温度（冷热）循环，而另一种称之为冷热（高低温）冲击。两者最大的区别就是升降温速率不同，简单的区分：速率为小于1-5摄氏度/分钟的称之为循环；而速率为大于20-30度/分钟的称之为冲击。

高温存储实验(HTST)——评价封装体高温耐受性。通过将封装体长时间放置于高温环境，测试材料因高温作用，物质活性增强与扩散后，电气性能受影响的程度。

FA-失效性实验

在封装过程中，产品出现各类异常时有发生，通过失效分析技术确定如何以及为什么失效，了解是什么引起的失效以及如何预防，对于产品工艺提升十分重要。

如下列举Underfill常用失效性分析项目：

外观镜检——FA镜检通常会使用红外金相显微镜，此类显微镜可穿透硅片，观测确认芯片是否存在隐裂、崩边、崩角等异常;

T0-SAT、3*IR-SAT——对比确认三次回流焊前后检测产品填充层是否发生变化，以此确认UF填充及Bump焊接状态;

Cross section（SEM）——参照产品压焊图确认Bump位置，选择Bump数量较多的位置，确认坐标后进行截面研磨，从截面角度观察填充层与Bump之间的结合状态，并使用SEM保存图片;

EDX——使用能量色散X射线光谱仪，对截面不同位置进行元素分析，确认填充层是否存在异物等不良干扰;

P-Lapping——平面研磨，通常作为FA补充分析验证项目，逐层分析确认芯片内部是否存在缺陷或损伤，确认Underfill填充状态。