倒装芯片封装中的下填充工艺可以有效地提高封装连接的可靠性,因而在半导体行业得到了广泛的应用。在倒装芯片中,采用金属焊球作为连接芯片和基板的导体。为防止焊球发生疲劳破坏,工业上常采用将胶料下填充于芯片和基板之间的方法来减小由于硅芯片和有机材料基板的热膨胀系数(CTE)失配而引起的热机械应力,从而提高芯片的使用寿命。采用基于流体体积分数模型VOF(Volume of Fluid)和连续表面张力模型CSF(Continue Surface Force)相结合的方法来动态地计算毛细驱动力,并根据下填充流场等高、层流的特点,改进了实现下填充流动仿真的二维数学模型,该模型综合考虑了芯片、基板和焊球三者对毛细驱动力和流动阻力的影响。利用FLUENT软件对不同焊球间距的下填充进行了数值模拟,经与实验结果对比分析,该模型能更精确地预测下填充过程,而计算效率相对三维模拟有了很大提高。同时实现了对不同的布胶方式(如Ⅰ型、L型、U型)的下填充流动数值模拟,并得到了预期结果。当考虑下填充胶料为非牛顿流体时,采用幂函数本构方程来体现其非牛顿流体特性,在此基础上对下填充过程进行了三维数值模拟。结果显示,数值模拟预测值与实验值有较好的吻合度。该数值模拟方法可较好地预测具有非牛顿流体性质胶料的下填充过程。