空洞(Void)是在半導體封裝內部非預期產生之微小空隙(氣泡)缺陷的總稱,可能發生於模封樹脂的封膠製程、焊料接合部、底部填充膠填充、黏晶材料接合層等各種位置。空洞會阻礙導熱與導電路徑,並成為應力集中點,進而成為接合部裂痕或剝離的起點,因此是左右封裝可靠度的重要品質指標。
在封膠製程中,樹脂脫氣不足或填充速度不均,可能使空洞殘留於EMC內部;在焊料接合部,助焊劑殘留物氣化或回焊條件不當則是空洞的成因。在功率半導體的黏晶層中,空洞率(空隙相對於接合面積的比例)直接影響散熱性能,因此必須管控在規格值以內。
空洞檢測使用X光穿透檢測(X光CT)或超音波探傷(C-SAM:掃描式超音波顯微鏡),以非破壞方式將內部空隙分布可視化。隨著先進封裝的微細化與多層化,對更高解析度空洞檢測的需求日益提高。
抑制空洞需要對材料、設備與製程條件進行綜合管理,包括以壓縮成型進行均勻加壓成型、採用低空洞性助焊劑與銀燒結材料、最佳化回焊與硬化曲線等。