集成电路封装可靠性定义和应用课件.ppt

1、集成电路封装可靠性集成电路封装可靠性定义和应用定义和应用可靠性常用术语集成电路封装常用可靠性试验对应的缺点项目国际标准概述国际标准概述国际标准概述国际标准概述国际标准概述产品防湿等级定义产品防湿等级定义防湿等级防湿等级 非密封包装状态下存放期非密封包装状态下存放期 标准吸湿考核条件标准吸湿考核条件LEVEL 1 在小于在小于30C/85%相对湿度无期限相对湿度无期限 85C/85% 168小时小时LEVEL 2 在在30C/60%条件下条件下1年年 85C/60% 168小时小时LEVEL 3 在小于在小于30C/60%条件下条件下1周周 30C/60% 192小时小时 加速加速=60C/60

2、% 40小时小时 SAMPLE：50 塑料封装是非气密封装塑料封装是非气密封装 塑料封装属于非气密封装塑料封装属于非气密封装,塑料封装采用的塑封料和导电胶是有塑料封装采用的塑封料和导电胶是有一定吸水率的材料一定吸水率的材料,其吸水率通常在千分之几到千分之十几左右其吸水率通常在千分之几到千分之十几左右,产产品吸收一定程度的湿气之后品吸收一定程度的湿气之后,在波峰焊或者红外回流焊时在波峰焊或者红外回流焊时,湿气在高湿气在高温下迅速膨胀温下迅速膨胀,从而产生产品内部的界面分层，导致连接线开路、从而产生产品内部的界面分层，导致连接线开路、芯片损伤等缺点，严重的造成胶体鼓胀或裂开芯片损伤等缺点，严重的造

3、成胶体鼓胀或裂开,即我们常说的即我们常说的”爆爆米花米花”效应效应.一般来讲如回风炉温度由一般来讲如回风炉温度由240240C C变成变成260 260 C ,C ,则其蒸气压变成原则其蒸气压变成原来的来的2.122.12倍倍. .”爆米花爆米花”效应不是效应不是QFPQFP产品的特有的，产品的特有的，SOPSOP、SSOPSSOP、TSSOPTSSOP等产品等产品也因为吸湿经常产生也因为吸湿经常产生如产品已经吸湿使用前如何处理如产品已经吸湿使用前如何处理对产品进行烘烤，烘烤条件一般为对产品进行烘烤，烘烤条件一般为:a.)低温器件容器在低温器件容器在40+5/-0,5%RH下烘烤下烘烤192小

4、时小时 如装在塑料管里的如装在塑料管里的SOP产品产品b.)对编带产品在对编带产品在6580下烘烤下烘烤4872小时小时c.)高温器件容器在高温器件容器在115125 下烘烤下烘烤8小时小时, 如装在托盘里的如装在托盘里的QFP产品产品产品防湿等级对应的不同包装要求产品防湿等级对应的不同包装要求LEVEL 1 产品在小于产品在小于30C/85%相对湿度下存放时相对湿度下存放时,包装无特殊要求包装无特殊要求;LEVEL 2 产品在产品在30C/60%条件下条件下1年内存放时年内存放时,包装无特殊要求包装无特殊要求 但是很多情况下但是很多情况下,特别是产品在南方存放时特别是产品在南方存放时,湿度比

5、较高湿度比较高, 产品要达到产品要达到1年的存放期年的存放期,包装要作包装要作适当的防湿措施适当的防湿措施;LEVEL 3 在小于在小于30C/60%条件下条件下,包装无防湿措施仅能保存包装无防湿措施仅能保存1周周, 所以产品如要长时间保存所以产品如要长时间保存,应该采取应该采取密封包装密封包装; LEVEL3产品防湿标签例子产品防湿标签例子注意: 袋内含湿敏器件1.器件在密封袋内的寿命为：温度40，湿度90%下的寿命是12个月2.密封袋开封后，需要进行红外回流、气相回流、波峰焊或等效处理的器件必须按照下列条件进行：a.)工厂条件为温度30，湿度60%时，168小时（若此处空白，参见相邻的条码

6、标签）内安装b.)在湿度20%的环境下储存3.若器件符合下列条件，要求安装前烘烤.a.)温度为23加减5度时，湿度指示卡的读数10%.b.)不符合2a或2b.4.若要求烘烤，器件烘烤时间为:a.)低温器件容器在40+5/-0,5%RH下烘烤192小时b.)高温器件容器在115加减5下烘烤8小时口袋密封日期：(若此处空白，参见相邻的条码标签)产品防湿等级试验流程产品防湿等级试验流程*芯片来源更换芯片来源更换时可以也按照流程做可靠的实验时可以也按照流程做可靠的实验,正常后再开始批量生产正常后再开始批量生产湿气敏感等级和那些因素有关湿气敏感等级和那些因素有关1.和封装形式有关和封装形式有关,湿气敏感

7、度按照封装形式由强到弱的大致顺序为湿气敏感度按照封装形式由强到弱的大致顺序为 BGATQFPLQFPQFPTSSOPSSOPSOPSOTTOSDIPDIP2.和塑封材料吸水率、粘结力、耐高温性能有关和塑封材料吸水率、粘结力、耐高温性能有关3.和导电胶的挥发物、吸水率、粘结力、耐高温性能有关和导电胶的挥发物、吸水率、粘结力、耐高温性能有关 4.和产品的芯片大小、封装的引线框架基岛大小、封装体内塑封料本身和产品的芯片大小、封装的引线框架基岛大小、封装体内塑封料本身结合面积占塑封体面积、胶体结合面长度与厚度比有关结合面积占塑封体面积、胶体结合面长度与厚度比有关5.和框架材质表面镀层质量如粗糙度、表面

8、杂质等有关（和框架材质表面镀层质量如粗糙度、表面杂质等有关（200度度2小时变色试验）小时变色试验）6.与产品的设计结构和各站封装工艺有关与产品的设计结构和各站封装工艺有关* 所有表贴封装的产品芯片与基岛面积比最小为所有表贴封装的产品芯片与基岛面积比最小为30%. 若低于若低于30%需进行工程风险评估需进行工程风险评估(做做MSL考核考核), 除非该封装可靠性的项目已经覆盖该框架的该情况除非该封装可靠性的项目已经覆盖该框架的该情况框架的半腐蚀结构形成塑封料把管脚嵌住，保证了产品的机械和应力可靠性，除了半腐蚀结构，还有开孔、开槽等类似作用的结构可以考虑利用。封装结构和可靠性封装结构和可靠性框架设

9、计和可靠性框架设计和可靠性抗拖拉设计开孔和拐角抗分层设计开槽框架设计和可靠性框架设计和可靠性抗分层设计背面嵌套结构框架设计和可靠性框架设计和可靠性抗分层设计背面凹坑结构框架设计和可靠性框架设计和可靠性框架设计和可靠性框架设计和可靠性抗分层设计综合抗分层设计框架设计和可靠性框架设计和可靠性抗分层设计基岛局部镀银框架粗化加棕色氧化注意局部镀银框架在球焊时间过长温度过高时也容易产生产品的分层，对多排矩阵框架要注意这一点D/B后EPOXY CURE烘箱类型对基岛全镀银框架和局部镀银框架的可靠性有影响塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响是非常大的塑封料对产品可靠性的影

10、响是非常大的塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响塑封料的成分塑封料的成分1 SPIRAL FLOW （CM） 2 GEL TIME （AT 175度）3 VISCOSITY Pa.s4 THERMAL EXPANSION 1 *10E-5/度5 THERMAL EXPANSION 2 *10E-5/度6 TG7 THERMAL CONDUCTIVITY cal/cm*sec*度8 FLEXURAL STRENGTH AT 25度 kgf/mm*mm9 FLEXURAL MODULUS AT 25度 kgf/mm*mm10 FLEXURAL STRENGTH AT 240度 kgf/

11、mm*mm11SPECIFIC GRAVITY 12 VOLUME RESISTVITY AT 150度 OM-cm13 UL FLAME CLASS14 WATER ABOSORPTION (BOLLING 24 HOURS)15 EXTRACTED NA+(PPM)16 EXTRACTED CL-(PPM)17 FILLER DIAMETER (um)18 PH19 SHORE D HARDNESS20 SHRINKAGE塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响高粘结力高粘结力低吸水率低吸水率高抗弯强度高抗弯强度PH值值5.27.5低

12、卤素低卤素低应力低应力高稳定性高稳定性我们需要什么样的塑封料我们需要什么样的塑封料1.对薄形而且面积大的产品要充分考虑料饼的吸湿性带来的失效风险，以及料饼收缩带来的产品翘曲。2.对芯片在塑封体内占的面积很大的时候，必须考虑到冲切等时候受的力很多直接加到芯片上，塑封料的抗弯强度抗弯强度、模量要被考虑。3.对散热要求高的产品更应充分考虑塑封料的散热系数、玻璃化温度与对低应力的要求的均衡，事实上塑封料的高散热系数与低应力有时侯是一对矛盾，必要时可以采用添加了高散热材料的塑封料。4.数字通信的（高频率的）、功率的、电源调整的、CMOS（栅的厚度与1的要求有直接的关系）、存储器类的等特殊要求要被充分考虑

13、。5.大量生产前做好小批量试验和确认工作。塑封料对产品可靠性的影响塑封料对产品可靠性的影响G700 G770 CEL9220 CEL9240 G631G760L LGE100 KE-G1250 KE-G1280 G600 CEL7470 GE1030 G630 CEL1702 SL7300KL6500 KL6800 KL7000 MP8000CH4KL4500 MP8000AN SL7200 SP-G260 EMG-350KL1000主流塑封料及用途主流塑封料及用途装片胶对产品可靠性的影响装片胶对产品可靠性的影响装片胶对产品可靠性的影响也是非常大的装片胶对产品可靠性的影响也是非常大的装片胶对产

14、品可靠性的影响装片胶对产品可靠性的影响装片电胶对产品可靠性的影响装片电胶对产品可靠性的影响BGA 常用常用2025D 和和NC7720M-不导胶不导胶 2100A-导电胶导电胶 8290 8200T S502 EN490084-1 S210DAD90 DAD8784-3 84-3J 8006NS QMI538NB 覆晶胶(白色硅胶)的成份和作用在产品压焊后塑封前对产品芯片表面点胶,来避免芯片电性能受塑封料应力的影响,从而达到封装良率高而稳定的作用.但是芯片表面点胶也会影响产品散热，对TO220来说这个工艺会造成产品使用时爆管增加。可靠性方面是否会有影响需进一步评估。化学物质名称含量%聚二甲基硅

15、氧烷94%二氧化硅4%钛白粉1%含氢硅油1%导电胶对产品可靠性的影响导电胶对产品可靠性的影响导电胶对产品可靠性的影响导电胶对产品可靠性的影响如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层磨片站工艺控制要点：1. 磨片应力控制 防止芯片内部受损和背面粗糙 防止芯片在D/B时芯片破裂 甚至分层2. 芯片表面沾污 芯片表面胶粘层的粘污会带来一些问题 如影响打线等如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层划片站工艺控制要点：1. 芯片要防止压区腐蚀和粘污和避免静电 要控制切割水温度、加高分子处理液、去离子水加CO2后的兆数控制等 切割速度和时间的控制、刀片类型与切割工艺的匹配等

16、2. 芯片表面沾污 芯片表面压区粘污会很大程度的影响打线如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层D/B站工艺控制要点：1. 银浆的寿命2. 使用前的搅拌3. 银浆厚度控制4. 芯片倾斜控制5. 芯片背面顶针印控制6. 芯片蓝膜防刺破7. 芯片防压伤（对65nm及以下的更要注意）8. 芯片防静电9. 银扩散的控制10.空洞控制11.在线时间控制D/B站工艺控制要点：（烘箱）1. 烘烤温度曲线2. 烘烤时挥发物的挥发（QFN密度高，挥发物更多，烘箱要易于挥发物的挥发）3. 烘箱氮气流量4. 烘箱类型5. 烘箱抽风风速6. 烘箱温度均匀性7. 产品放置的数量8. 料盒和花篮设计是否利

17、于挥发物的挥发9. 料盒与风的方向10.内部风的循环路线11.定期的清洁，包括对后部抽风管的清洁如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层W/B站工艺控制要点：1. 球焊温度的控制，包括预热区、工作区和冷却区2. 在轨道上异常停留时间的控制3. 球焊参数优化防止弹坑、CRACK4. 铜线产品气体的流量和氢气的含量控制5. 第二点针印控制6. 劈刀寿命控制7. 球厚、球直径、铝挤出球直径、铝残留、IMC、推力、拉力8. 球焊机器类型的选择9.不同编号球焊机器参数的误差补偿10.线夹的维护保养11. 压缩气气压的稳定性12.劈刀的选择13.打火参数的控制14. 焊线的选择，包括供应商

18、的选择15. 在线时间控制16.空气中硫含量控制如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层MOLDING站工艺控制要点：1. 模温、注射压强、注射速度、合模压力、保压时间2. 清模润模3. 塑封胶体偏位、错位4. 料饼回温5. 料饼有效期6. 塑封内部空洞控制7. 对BGA PEELING TEST PLASMA后时间控制8. 产品塑封前的时间控制9. 后固化温度和时间10.烘箱温度均匀度11.QFNBGA产品压块方式和重量及垫纸方式如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层时间控制：如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层时间控制：如何从工艺角度做

19、到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层时间控制：如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层T/P站工艺控制要点：1. 去胶方式的选择2. 避免选择酸性软化液3. 露基岛的产品不可以电解4. 高压水的压力和链速的控制（要避免个别产品共振）5. 各站液体喷嘴的位置和防堵6. 软化的温度和时间7. 前处理的工艺8. 后处理工艺9. 各槽药液的分析、添加、更换控制10. 易焊性11. 是否电解12. 磨胶工艺-现在一般不在用了如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层T/F站工艺控制要点：1. 刀片离胶体的距离2. 刀片的形状3. 模具的清理4. 胶体受力控制5. 塑封错

20、位的影响控制6. 一些产品冲切前的去湿烘烤控制封装工艺控制要关注的要点小结：磨片进刀速度、转速、磨片厚度、去离子水电导率、粗糙度、应力残留控制粗糙度、应力残留控制划片进刀速度、转速、切割深度、防静电措施、裂缝和崩角控制裂缝和崩角控制装片压力、顶针、吸嘴、银浆头的选用、压伤控制、背面顶针印控制压伤控制、背面顶针印控制装片烘烤曲线、烘箱类型选择、挥发物沾污及框架氧化控制挥发物沾污及框架氧化控制球焊第一点参数、焊针的选用、预热及球焊温度预热及球焊温度、弧度、球焊深度球焊深度 IMC 弹坑弹坑 CRACK控制控制、针印痕迹控制BGA塑封前等离子清洗效果和水珠角度测量控制等离子清洗效果和水珠角度测量控制

21、塑封模具的设计如顶杆位置、脱模角度、侧面粗糙度、是否开齿是否开齿及塑封温度、压强压强、速度、胶体错位、胶体偏心、注胶口厚度、分层和开裂控制分层和开裂控制后固化温度、时间、翘曲和铰链反应程度的控制翘曲和铰链反应程度的控制冲塑刀片与胶体的距离、刀片形状如倒角控制、产品受力和分层控制产品受力和分层控制电镀去飞边工艺、电镀电流、前处理、后处理、镀液成份、易焊性控制、机械机械 化学化学 电电 受力受力和分层控制和分层控制切筋成形和切割分离时产品胶体受力情况的监控（显微镜检查裂缝和产品胶体受力情况的监控（显微镜检查裂缝和SAT）、共面性、防静电对薄形产品激光打印打印深度的控制打印深度的控制对产品的烘烤和真

22、空包装、对防湿等级在MSL2、MSL3的产品在包装时的防湿和对应包装控防湿和对应包装控制制4如何从工艺角度做到产品零分层如何从工艺角度做到产品零分层BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点BGA产品的结构BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点BGA产品的结构BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点BGA产品的结构LFBGA/TFBGALFBGA/TFBGA流程图流程图 BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点LFBGA/TFBGALFBGA/TFBGA流程图流程图 BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工

23、艺流程和质量控制要点点BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点BGA产品的质量控制要点：1. 让我们回过头来看3438页的内容2. D/B后的空洞检查是可能被忽视的3. PLASMA的工艺及均匀性很重要4. 时间控制很重要5. 要充分认识基板吸水性很强，理解过程中的烘烤的作用6. 球焊的质量、弧度控制、焊线良率是关键之一7. 塑封多段注射要特别优化，真空的功能必要时要考虑8. 植球站的TOOLING是植球站的关键9. 植球站球和FLUX的有效期控制10.植球后REFLOW的温度曲线及气体保护11.离子污染度的测量也很重要（和产品FLUX是否洗干净及后续是否是否会漏电有关）

24、BGA产品的可靠性保障：1. D/B前基板的烘烤和防止吸收湿气2. 球焊前PLASMA3. 焊线的质量，防止BALL LIFT 和CRACK4. 塑封前PLASMA5. 时间的控制6. 塑封的PEELING TEST7. 植球后推球检查8. 边缘CRACK的预防（对PUNCH产品要特别注意）9. 按照流程得到充分验证的塑封料EPOXY基板 （很多比较隐蔽的问题会与基板有关）BGA产品的工艺流程和质量控制要产品的工艺流程和质量控制要点点QFN产品的工艺流程和质量控制要点产品的工艺流程和质量控制要点QFN产品的结构QFN产品的工艺流程和质量控制要点产品的工艺流程和质量控制要点双圈QFNQFN产品的

25、结构QFN产品的工艺流程和质量控制要点产品的工艺流程和质量控制要点QFN封装工艺流程图（其中PLASMA要按照实际需要来决定）QFN产品的工艺流程和质量控制要点产品的工艺流程和质量控制要点QFN产品的质量控制要点：1. 让我们回过头来看3438页的内容2. D/B后EPOXYDAF膜的厚度控制3. 烘烤的烘箱类型要利于排出挥发物4. 在线的时间控制很重要5. 球焊的质量、IMC、防止CRACK弹坑、推拉力CPK很重要6. 球焊温度控制，对镀钯框架和镀银框架要注意区别7. 塑封多段注射要特别优化，真空的功能必要时要考虑8. 切割站的水温、流量、水流时间控制和切割工艺如何防止局部 过温造成切割熔锡

26、和避免切割造成的管脚分层很重要9. 框架设计如何避免切割毛刺要控制，对0.4mm间距的产品更重要10. 去溢料和去残胶的工艺如何避免影响可靠性（化学力和机械力）11. 塑封后固化的压块重量12. 电镀后烘烤的压块重量13. 产品翘曲的控制QFN产品的工艺流程和质量控制要点产品的工艺流程和质量控制要点QFN产品零分层的措施1. 防止沾污 2. 防止氧化 3. 防止异常应力、局部应力4. 防止过温5. 防止翘曲6. 合适的BOM7. 各站工艺控制What is SAM ?(Scanning Acoustic Microscope)超声扫描显微镜超声扫描显微镜如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的

27、结果What is Ultrasonics ?Sound waves which have a frequency over 20kHz. (Audible frequency: 16Hz - 20kHz)The sound waves which can not be heard by the human ear.16Hz - 20,000Hz什么是超声波什么是超声波频率超过频率超过20KHz的声波的声波如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Types of Ultrasonic Waves1. Shear Wave The vibration direction and propag

28、ation direction of a partice are perpendicular. Transmission in liquid or air is impossible.VibrationPropagation横波横波不能在液体或气体中传播不能在液体或气体中传播传播方向与振动方向垂直传播方向与振动方向垂直振动振动传播传播如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Types of Ultrasonic Waves 2. Longitude Wave The vibration direction and propagation direction of a particle ar

29、e same. Transmission in liquid is possible.PropagationVibration纵波纵波传播方向于振动方向相同传播方向于振动方向相同可在液体中传播可在液体中传播振动振动传播传播如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Characteristics of Ultrasonics 1. 100% reflection when it meets air(delamination) 2. Reflects at interfaces 3. Travels straight as light because of the very short wave

30、length.50%50%50%50%Air100%100%DieEMC超声波的典型特征超声波的典型特征碰到气体（离层）就碰到气体（离层）就100%全反射全反射在物质的分界面产生反射在物质的分界面产生反射由于波长很短，所以和光一样是直射传播的由于波长很短，所以和光一样是直射传播的如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Advantages of Ultrasonics 1.High resolution : Detectable minimum gap thickness of Sonix : 0.13 micro meter 2.High sensitivity : The measur

31、ing of size, location, shape of fine defects is possible. 3.Real time inspection is possible. 4.Safe : Harmless to human body.可发现裂缝的最小厚度为可发现裂缝的最小厚度为0.13微米微米可测量失效区域的尺寸可测量失效区域的尺寸、位置、形状位置、形状高分辨率高分辨率高灵敏度高灵敏度安全：对人体无害安全：对人体无害可以实时检测可以实时检测超声波的优势所在超声波的优势所在如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Weak Points of Ultrasonics 1.Di

32、fficult to inspect samples which have a rough surface or bubbles. 2.Liquid is required to transmit ultrasonic 3.Needs expertise(Solution:TAMI)rough surfacebubbles超声波弱点超声波弱点表面粗糙或内部有气泡、球状物（如塑料泡沫）的样品检测较困难表面粗糙或内部有气泡、球状物（如塑料泡沫）的样品检测较困难必须以液体为传播媒介必须以液体为传播媒介需要专门的技术和专家需要专门的技术和专家如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Structur

33、e of ICEMCEpoxyCu Lead FrameCu L/FCu L/FSilicon ChipGold Wire芯片芯片基岛基岛引线框引线框银浆银浆塑封体塑封体金丝金丝如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Detectable Defects 1.Delamination 2.Package Crack 3.Die Crack 4.Void如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Die Attach AdhesiveDieEMCDie SurfaceDie BottomPackage SurfaceUltrasonicSignals in Digital Oscillosc

34、opePackageSurfaceDieSurfaceDieBottomInspect defects using reflected signalin each interfaceTransducer传感器传感器超声波超声波胶体胶体表面表面芯片表面芯片表面芯片底部芯片底部利用超声波的反射在各个界面进行检测利用超声波的反射在各个界面进行检测Inspection using Ultrasonic如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Inspection Methods1. Pulse Echo MethodsA-scan : Inspection with waveform display

35、ed on oscilloscope.B-scan : Inspection with vertically x-sectioned 2-d image.C-scan : Inspection with horizontally x-sectioned 2-d image after focus.TAMI : C-Scan with multiple(31) gate2. Thru-Transmission MethodT-scan : Inspection with transmitted signal.检测方法检测方法脉冲反射法脉冲反射法波形显示检测波形显示检测垂直剖面二维成像检测垂直剖面

36、二维成像检测 水平面二维成像检测水平面二维成像检测多重扫描成像多重扫描成像透射方法透射方法如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果Structure of a Scanner Which uses both Pulse Echo and Thru-TransmissionWaterTransducer for Pulse Generation and Receiver for Pulse EchoTransducer for Thru-Transmission脉冲信号的发生和接收传感器脉冲信号的发生和接收传感器透射信号传感器透射信号传感器如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果如何分析

37、超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果超声扫描专业分析软件的使用方法如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果CSCAN的图片如何判断和阅读如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果TSCAN的图片如何判断和阅读如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果超声扫描结果与切片和SEM的验证对照SEM的标尺为1um很重要如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果超声扫描结果的判断（PRECON试验前后）： 1）芯片表面不得有分层 2）焊线区域不得有分层 3）非有效区直插式产品正面分层面积不得超过10%,背面不得超过20% 非有效区表面贴装式产品正面分层面积不得超过5%,背面不得超过10% 客户

38、要求零分层的应按照客户要求 笔记本电脑、安全控制件、军用、高可靠工业控制类按照零分层要求 4）芯片和基岛连接面TSCAN结果分层面积不得超过5% 5）可靠性试验前后分层变化率不得大于5%如何分析超声扫描的结果如何分析超声扫描的结果分层与失效的关系：1. CSCAN扫描分层显示波形没有完全反波的不一定会造成产品失效 （分层的距离基本在0.1um0.2um级别），是否会失效需要验证；2. TSCAN扫描使用软件判断为红色，而且红色在打线区，基本上这 个产品会造成使用失效巨大的风险；分层的距离基本在1um级别）3. 没有分层的产品不一定不失效，如ELQFP大基岛的焊接时塑封料的 形变造成焊线与基岛脱

39、开，如BGA焊接时BALL LIFT，这些异常很多 情况下不一定能看到分层，如可靠性PCTHAST后球与铝层脱开造成 失效，也一般与分层无关。 铜丝球焊具有的优势：（1）价格优势（2）导电性和导热性均好于金线（3）冲弯率好于金线 铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜丝球焊的难点：（1）铜容易被氧化，键合工艺不稳定（2）铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝。 键合时需要施加更 大的超声能量和键合压力， 因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏。铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜丝球焊的难点的解决办法：（1） 防止氧化-在键合时加氮氢混合气体（2） 防止对硅芯片损伤-对芯片本身提出了要求

40、,具体见下页 -严格控制加工工艺,做好弹坑和 CRACK检查 （3）芯片压区设计和工艺的支持，如AL压区的AL-SI-CU成分， 避免CUP的设计等铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合对芯片的要求,芯片铝层厚度最低要求压区下二氧化硅层要大于4000埃铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合对芯片压区要求铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合对芯片压区要求铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合产品的注意事项压区下有图形的产品尽量不要用铜线键合高可靠性要求产品如工业控制计算机汽车电子等不要采用铜线键合对VD管在采用铜线键合时要注意铝层厚度必须满足铜线工艺封装

41、的产品应及时做好功能测试，测试中应注意漏电流和波形 失真等的异常，对测试良率低或者分BIN异常的要做好弹坑和CRACK的检查金线键合转铜线键合要做好可靠性试验 铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合控制要点：1.避免弹坑和CRACK铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合控制要点：2.球厚度、球大小、带铝挤出球大小符合规范铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合控制要点：3.铝残留厚度符合规范铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证铜线键合控制要点：3.IMC符合规范IMC不合格IMC合格铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证

42、优质的镀钯铜线使用是很重要的目前比较好的镀钯铜线是NIPPON、喜新 铜线表面镀钯的原理我们可以展开来讲铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证如何达到铜线产品通过PCT168H1. 按照以上铜线工艺要求做好铜线球焊的DOE，取得稳定的球焊工艺， 符合铜线产品的检验标准2. PCT168H是否通过与芯片本身也有关联，压区纯铝工艺和铝层太薄时 不容易通过考核3. 产品防湿等级越高越有能机会通过考核4. 封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量高、PH值 在5.57.5、吸水率低、CL离子含量低的高可靠性塑封料铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证如何达到铜线产品通过PCT168

43、H1. 按照以上铜线工艺要求做好铜线球焊的DOE，取得稳定的球焊工艺， 符合铜线产品的检验标准2. PCT168H是否通过与芯片本身也有关系，压区纯铝工艺和铝层太薄时 不容易通过考核3. 产品防湿等级越高越有能机会通过考核4. 封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量高、PH值 在5.57.5、吸水率低、CL离子含量低的高可靠性塑封料5. 对基板类产品，塑封料本身的防止CL离子扩散的能力也很重要一些纯铝压区工艺的产品可以考虑考核PCT96H铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证如何通过不带偏置的HAST 96 192H考核1. 按照以上铜线工艺要求做好铜线球焊的DOE，取得稳

44、定的球焊工艺， 符合铜线产品的检验标准2. 产品防湿等级越高越有能机会通过考核3. 封装BOM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量高、PH值 在5.57.5、吸水率低、CL离子含量小于10PPM的高可靠性塑封料4. 塑封后固化时间通常会影响5. 塑封前PLASMA来提高塑封料的粘结力6. 对基板类产品，塑封料本身的防止CL离子扩散的能力也很重要铜线产品的可靠性保证铜线产品的可靠性保证如何通过带偏置的HAST 96 H考核1. 按照以上铜线工艺要求做好铜线球焊的DOE，取得稳定的球焊工艺， 符合铜线产品的检验标准2. 产品防湿等级越高越有能机会通过考核，各站停留时间也很关键3. 封装B

45、OM要适当，其中塑封料的影响比较大，要选择填料含量大于85% 接近90%、PH值在5.57.5、吸水率低、CL离子含量小于10PPM的高可靠性塑封料4. 塑封后固化时间通常会影响，一般要考虑延长到8小时5. 塑封前PLASMA来提高塑封料的粘结力6. 对基板类产品，塑封料本身的防止CL离子扩散的能力也很重要7. 芯片压区的匹配也很关键，纯铝工艺的压区对封装工艺和塑封料等的要求更苛刻QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲和框架结构的关系QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲和塑封料的关系：1. QFN翘曲与塑封料的SHRINKAGE关系很大，对哭脸的翘曲，用SHRINKAGE大一点的

46、塑封料会有改善。2. SHRINKAGE大的塑封料其本质是填料含量降低，可靠性相对变弱。QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲与芯片大小的关系：1. QFN翘曲与芯片大小关系很大，芯片越大，哭脸的翘曲越明显。2. 芯片大小指芯片的体积，所以芯片厚度的调整也可以影响到QFN的翘曲。QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲与后固化温度的关系：1. 后固化温度与后固化的翘曲是有关联的QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲与导电胶厚度的关系：1. 目前根据模型和试验的结果看，由于导电胶的厚度整体比较小， 其对翘曲的影响是很限的，基本可以忽略。QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲

47、与压块重量的关系：1. 在后固化时压块重量对QFN翘曲影响比较大2. 在塑封料已经确定的情况下，要根据具体的产品型号给出合适的压块重量 我们要避免暴力式的办法（如用扭力扳手夹具等）来靠压平产品QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲的整体解决方案：1. 合适的塑封料，SHRINKAGE很重要2. 框架设计中应力释放环的优化设计很重要3. 后固化时压块重量的匹配4. 芯片厚度和大小是影响翘曲的重要因素， 如果可能大芯片薄一点对翘曲会有改善QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案解决QFN翘曲同时要注意的几点1. 不能为了解决翘曲使用过低的固化温度2. 不能为了翘曲选择填料含量过低的塑封料3. 后固

48、化时压块重量要考虑框架应力释放环设计的影响4. 芯片厚度不是随意变更的，太薄会带来其它的问题QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案解决QFN翘曲同时要注意的几点1. 不能为了解决翘曲使用过低的固化温度2. 不能为了翘曲选择填料含量过低的塑封料3. 后固化时压块重量要考虑框架应力释放环设计的影响4. 芯片厚度不是随意变更的，太薄会带来其它的问题QFN翘曲的解决方案翘曲的解决方案QFN翘曲与可靠性的平衡：1. 产品芯片大时，翘曲容易呈现哭脸，这个时候如果塑封料的SHRINKAGE就大一些会比较好。但是， SHRINKAGE大的塑封料是牺牲了填料含量的，其吸水率会升高，可靠性会降低，所以塑封料填料含量、

49、 SHRINKAGE要找到一个平衡点，既要保证产品可靠性，又要能减少翘曲。BGA翘曲的解决方案翘曲的解决方案BGA翘曲在塑封模具中的影响：1. BGA基板在塑封时，在预热台上和放置入模具中定位时温度加热梯度很快，基板本身由于铜分布不均匀等原因会造成基板翘曲，翘曲的基板在塑封模合模时会由于翘曲变为压平过程有一个局部形变的过程，局部形变的结果会造成焊线的变形。BGA翘曲在塑封模具中的解决：1. 在塑封过程中，要注意预热台的温度和时间，另外基板在放置入模具中时，下模吸住基板的真空要打开，基板压平吸住后机械手才离开。2. 基板的设计和基板的翘曲是有比较大的关系的。BGA翘曲的解决方案翘曲的解决方案BG

50、A翘曲在后固化时的预防：1. BGA产品的翘曲总体来说比QFN容易解决2. 目前最常用的办法是在BGA产品每条产品之间加钢化玻璃， 最后在最顶部放置一个压块3. BGA固化需要放置垫纸时，要注意镍金层等植球位置防止划伤和沾污BGA翘曲的解决方案翘曲的解决方案 BGA翘曲基板与塑封料的配合：1. 要选择低冲线高可靠的塑封料，SHRINKAGE稍微大一点可以控制好翘曲，一般填料含量在87%左右，吸水率0.3%2. 塑封料TG不能太低，一般要大于130度，在135160度之间BGA翘曲的解决方案翘曲的解决方案BGA翘曲与使用可靠性的关系：1. BGA在切割后的翘曲要控制在一定范围内，检测主要看球的共