COB Epoxy灌膠時氣泡產生的原因與解決方法

COB的黑膠 (Epoxy)有氣泡通常是不被允許的，因為外部氣孔不但會影響到外觀，內部氣孔更有可能會破壞 Wire bonding 的鋁線穩定度。既使在COB製程剛完成的時候沒有通過功能測試，也不代表沒有問題，因為在使用一段時間之後，極有可能會因為氣孔內空氣的熱脹冷縮的作用而扯斷鋁線(Al wire)；另外內部氣孔也可能會積存水氣，久而久之造成零件內部線路氧化影響功能。

黑膠會產生氣泡的原因很多，解決的方法也不一定，先從黑膠可能產生氣泡的原因說起好了。黑膠本身不太會產生氣體，所以氣孔的形成一般有下列幾種原因：

• 黑膠中混有空氣。 
  這很有可能是來自不恰當的黑膠攪拌。可以參見後續的說明。

• 灌膠時空氣包封來不及逃出。 
  灌膠時如果速度太快或是灌膠的程序不對，就容易把空氣包封在黑膠內部，再加上如果黑膠的黏性較高，空氣根本就沒有機會排出，只能一直保存在封膠的內部而形成氣泡。 
  灌膠的程序最好由機器代勞，可以有比較穩定的灌膠品質，另外，一般灌膠的程序要用小針管，可以從外部開始往內部繞圈完成，或相反亦可；切忌從中間一次大量灌膠，否則會在零件與零件間形成陰影效應，所以一般最常發生氣泡的地方是在晶圓(dice)與電路板(PCB)的交界處或在鋁線的焊接處。
• 黑膠的黏度(viscosity)太高。 
  黑膠的黏度如果太高，流動性就會不足，也就比較無法填滿有縫隙的地方，等到烘烤的初期流動性增加了，一則黑膠流動填滿原來的空隙，但在表面形成氣泡；二則空氣還是無法完全溢出，就會形成內部氣泡。 
  其解決的方法可以尋找黏度較低的黑膠(epoxy)以增加流動性，或是採用預熱黑膠與電路板的製程，黑膠有個奇怪很特性，當你加給它一點點溫度(60～80°C左右)時，它的流動性反而會變得比室溫時還好，但是加熱到更高的溫度後(120～150°C左右)，流動就會迅速降低而開始固化。
• 黑膠的烘烤條件不恰當 
  有些人為了求快而把黑膠烘烤的溫度調高以縮短烘烤的時間，當黑膠烘烤的溫度過高時，固化速度雖然加快了，但相對的也降低了氣泡自黑膠中溢出的可能性。另外，黑膠固化速度過快也可能引起黑膠脆化的問題，反而不力品質。

其他還有一些關於黑膠的儲藏、操作等不當所可以引起黑膠氣泡的原因：

• 黑膠退冰後，超過使用期限。 
  一般的黑膠都需要低溫儲存，退冰之後要在規定時間後用完，如果超過期限就會有硬化的可能性，會影響到灌膠後流動的速度，流動太慢的黑膠，容易在晶圓(dice)與電路板(PCB)的交界處或在鋁線的焊接處產生氣泡。
• 黑膠有沒有按照供應商的要求在使用前滾動。 
  黑膠通常都會加入一些可以幫助凝固的其他物質，存放一段時間之後容易因為重量的關係沈澱(deposited)，使用前如果沒有做過滾動的程序，就會有混合不均勻的情形出現，影響灌膠的品質，氣泡也是其中一項。
• 黑膠儲存有無顛倒放置。 
  如同前一項提到的問題，黑膠存放容易沈澱，所以必須倒著存放(開口蓋子在下方)，這是為了在開蓋的時候檢查有否沈澱結成硬塊，如果有硬塊產生，就必須把這些硬塊敲碎，讓它再混合進去原來的黑膠中，這樣黑膠的成份比率才不會跑掉。
• 黑膠攪拌過久或不均勻。 
  黑膠需要攪拌是為了要均勻其成份，避免因為存放過久沈澱所產生的問題，但有些設備不夠完善的公司會拿棍棒直接攪拌黑膠，這樣就容易因為攪拌而把空氣拌入到黑膠之中，解決的方法使用滾動攪拌的方式或是做黑膠的脫泡處理，脫泡處理一般是放在一個可以承受大氣壓的鋼筒中，然後降低其內部壓力，讓空氣自黑膠中溢出。
• 黑膠灌膠後擺放在室溫過久。 
  一般灌膠後不建議擺放在室溫下過久，否則容易讓外部的黑膠先行硬化，而影響內部氣泡逃脫的機會。