微电子器件封装正走向能够容纳大集成电路的高密度互联技术。为了满足这些要求，过去两年中CSP和BGA倒装芯片的应用增加了不少。研究发现，底胶填充工艺可以满足倒装芯片对组装结构的可靠性要求。至于汽车电器、手机及其他便携电子产品等要求严格的应用，CSP和BG A还可利用底胶增加耐冲击性和抗振性。
        传统的毛细充填材料现在有了较高的流动速度和较短的固化时间，但却需要一些附加处理工序。为了减少这些工序并增加表面贴装技术 (SMT)的相容性，新开发的非流动型底胶(以下简称NFFUF)提供了一种方法，它们的涂覆和使用方式基本上和传统的粘性助焊剂产品相同，在底层填充之前预先贴附器件。因此，它们能在相同的焊膏回流过程中既提供助焊性，又提供保护性底胶层。
        周边焊凸组件性能数据
        在先前出版的著作中，已经证实了在OSP涂覆和Ni/Au镀膜焊盘上利用NFFUF产品焊接周边凸起(PB)500mil和200mil方型裸片的可靠性。
        在近的研究中，利用三种NFFUF商品在OSP涂覆和Ni/Au 镀膜焊盘上焊接较大的300 MSFB芯片，连续性合格率均在98%以上，而用于OSP涂覆焊盘的产品更获得合格率。尽管按照生产标准来看，试验涉及的元件数目很少，但依然被视作为采用该技术达到高良率的指标。只要加上稳态过程和改进的加工技术，相信能够获得更高的良率。
        为了进一步对NFFUF产品进行测定，设计了一种新型双面试验媒介，采用62mil厚FR-4基板和OSP涂覆铜焊盘。面阵列器件包括一面(共6个位置)有2个不同全阵列倒装芯片，另一面则有8个CSP和2个BGA。
        在检测电路板和器件的过程中，出现了两个问题。，电路板上倒装芯片的位置与计划位置正好相反。尽管裸片上大部分区域依然可以测定连续性，但是有一个焊球对准了阻焊膜而相应的焊盘却无焊球。器件对位不准的主要问题是阻焊膜上的焊球使其他焊球无法形成适当的塌陷。焊球的偏差因裸片而异。带300个l/O(FA-10) 的200mil×200mil裸片只有一对焊球与焊盘错位，而带1200个l /O(FA-10)的400mil芯片有4对焊球错位。
        在第二面上，检验发现的主要问题是1英寸方形大型BGA的平面性，被测的BGA由256个以2mil高、32mil直径周边阵列形式的锡球组成。CSP 未发现有任何平面性或对准问题，CSP为400mil见方，焊球高17mil、直径23mil、间距32mil。
        BGA封装在器件的平面性、尺寸和焊球上呈现出其他可变因素。这种BGA封装件相当大，1平方英寸并带三排周边焊球，里边的两行在大多数情况下显示的互联，连续性问题照例见于外面一行焊球的一侧。在器件检验过程中发现的BGA翘曲可能是造成这个问题的原因。
        正确选择产品缩短烘干时间
        在每个生产工序对使用新型NFFUF的注意事项和组装约束条件进行了调查：预烘干、点胶操作、贴装操作和回流操作。
        无论使用NFFUF产品还是传统的毛细填充法，实现可靠的倒装焊接的一个决定性因素是消灭较大的空洞，特别是在焊球之间。空洞主要是由基板所含的水分以及在点胶和贴片过程中产生的气泡引起。如果在焊球之间有空洞而且器件受到温度冲击，施加在焊点上的压力迫使焊料进入空洞。只要空洞足够大，焊料就会在相邻的I/O之间形成桥接。
        基板在组装前吸潮可能在回流过程中引起NFFUF胶层出现空洞。为了避免潮气诱发空洞，基板必须经过预烘干。为了确定消除此类空洞的正确烘干温度和时间导向，进行了两次试验分析。
        60℃预烘干测定结果显示，即使经过96小时的烘干，空洞依然明显。在120℃下烘干90分钟以后，空洞基本消失；在90分钟至3小时的预烘干时间范围内，40个组件的良率达到；而在120℃下预烘干 18小时的电路板良率较低，约90%。横截面显示焊球至焊盘的湿度有问题，这说明了在电路板选用OSP铜保护剂时氮气环境的烘箱的使用价值。
        此外，三种不同的NFFUF在两种条件下(无预烘干时间和在120℃ 下预烘干2小时)利用62mil FR-4组件配置上的PB-500器件进行了评估。这项研究的结果显示，配方成分对未经烘干基板上的空洞形成程度有影响，特别是其中一种配方的空洞形成始终少于其他两种，这说明了正确地选择产品可以缩短烘干时间。
        尽管Kapton组件也在120℃下预烘干2小时，回流空洞依然明显，这使人想到预烘干后再次吸潮可能是问题的关键。因此，对Kapton 基板能够经受潮湿环境的时间进行了集中研究。结果显示，在Kapton 基板上，潮气在40分钟之内迅速诱发空洞。
        点胶NFFUF的一个关键问题是在点胶或材料流动过程中，胶点模式对焊球周围形成气泡有怎样的影响。利用62mil FR-4基板上的NiAu焊盘和PB-500裸片对三种胶点模式进行研究，焊盘位于宽16mil、由阻焊膜界定的沟槽内，电路板在120℃下预烘干2小时。用容积式自动点胶机，点涂所需数量的NFFUF。
        对组件(每个胶点模式10件)进行C-SAM检验发现，团形胶点无气泡，而其他两个模式有时在焊点周围产生小空洞，有时顺着沟槽形成狭长的小气泡。可以断定，在若干个流体会聚成一点的情况下，容易拦住气泡。团形胶点模式的另一优点是点胶时间比X形或5点形大为缩短。
        采用一种NFFUF产品对三个贴装参数进行研究，这些参数是贴装速度、贴装停留(保压)时间和贴装力。贴装速度和停留时间(放置以后压住裸片的总时间)是影响产量的重要因素，而贴装力则对产量没有影响。
        贴装停留时间和贴装力对连续性良率具有突出的影响：停留时间使液体回弹效应消失在压力释放之前，贴装力确保所有的焊球与焊盘接触。
        研究证明，NFFUF与周边焊球型倒装芯片一起使用可以达到大部分直接贴片(DCA)用途的可靠性要求。被评估的器件包括500mil、焊球间距小到6mil的方形裸片。研究还显示，这些器件的电气连续性良率达98%以上，而且可以通过调谐和稳定生产过程进一步改进。另外，还需要对全阵列倒装芯片进行工艺研究，特别是较大型 1200I/O裸片，并对电路板生产、空洞和良率涉及的问题继续进行分析和解决。