Capillary underfill manufacturing development and Characterization for 2nd level electronic interconnect processes

Abstract

The work contained in this study establishes the process framework and methodology for implementing an underfill operation for an electronics manufacturing plant. The investigation explains development of the required process characterization, defines a range of equipment operability, recommends process/equipment parameters and methods, illustrates acceptability criteria and establishes the basis for future practical process development in this area. This document may serve as a general technical reference manual (TRM) for the second level interconnect underfill process as developed for an electronic manufacturing plant. It includes complete process development for all operations related directly to the underfill operation such as underfill dispensing and underfill curing. The methodology presented here may be used as a tool for any future development of these processes or as a template for related underfill projects. The findings in this study indicate that an underfill process while improving second level interconnect board reliability can have a negative impact on manufacturing imperatives by adding cost and overhead. A successful implementation of a cost effective underfill process requires a strong collaborative effort between product designer, manufacturing engineer, underfill and dispensing systems supplier.

El estudio establece los procesos y metodologías para desarrollar la nueva tecnología de underfill para interconexiones de segundo plano (second level interconnect) en tarjetas de circuitos integrados. La investigación desglosa el desarrollo requerido para caracterizar los procesos de esta tecnología en una planta de ensamblaje de tarjetas de circuitos integrados, define un margen de operabilidad, recomienda parámetros de proceso, establece criterios de calidad y fundamenta un método para desarrollo futuro en esta área. El proyecto incluye el desarrollo completo para todas la operaciones de underfill tanto para la operación de dispensado como la de curado. La metodología que se desarrolla establece una forma para enmarcar futuros proyectos relacionados a esta nueva tecnología en este tipo de industria. El resultado de este proyecto indica que añadir una operación de underfill en una planta de manufactura de ensamblajes electrónicos puede tener un impacto negativo en términos de costo y en flujo de producto. Minimizar estos efectos conlleva una estrecha colaboración entre diseñador e ingeniero de manufactura. De la misma forma, el diseño del proceso de underfill requiere que los materiales y equipos se ajusten a los requerimientos para cada producto. La decisión de implantar este proceso como una operación más en la manufactura de tarjetas de circuitos integrados se decide solamente después de sopesar los beneficios en confiabilidad y los costos incrementales inherentes a un proceso de dispensado underfill.