文档介绍：精细间距晶圆级CSP的无铅、锡铅装配及其可靠性
Li Yi (李忆), 工艺研究工程师
Peter Borgesen, 技术组合经理
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介绍
目的:
•开发可与现行工艺接轨又是高产能的间距晶
圆级 CSP 的印刷装配工艺.
•与助焊剂浸蘸装配工艺相比较.
•确定每项装配件能达到的可靠性水准.
•重点针对在间距上–是主要开发工作需要努力的
地方.
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晶圆级封装
•基本上就是大的倒装晶片
–硅晶片上有二次布线薄膜层
(在苯并环丁烯下方涂敷氮化层)
•主要课题:装配工艺及二级装配件的可靠性
–焊膏印刷或是助焊剂浸蘸?
•印刷钢网厚度/ 助焊剂浸蘸深度
–回流环境:空气或氮气?
–是否需要底部灌胶充填?
硅芯片= 3 ppm/°C
热膨胀系数:
FR4印制电路板= 15 - 20 ppm/°C
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制造过程中的典型公差
装配精细间距器件时的重要因素:
•印刷对位偏差
–±1 mil (99%可信度)
•元器件凸焊球尺寸(高度)
–± mil (典型值)
•网板开口( 雷射切割)
–标称值± mil,但实测值-/+ mil
•基板焊盘
–通常较标称值小 1 个 mil,系统偏移±1 mil
•基板阻焊膜窗口与阻焊膜偏位
–阻焊膜开孔尺寸±2 mil
–±3 mil 偏位@ 3 sigma
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晶圆级封装假件
.275”
192I/O @ 98I/O @
.010””直径凸焊球
DNPmax= .167”至中心无应力点最大距离 DNPmax=.125”
两种器件均有Sn/37Pb或Sn/
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测试板描述
装配件包含其他类型器件
”厚度, 4层, 纤维强化FR4, 玻化温度175oC
间距 BGA, 间距CSP,
间距 QFN, 和间距µBGA
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测试板描述
的足印的足印
mil 焊盘
实际: mil 焊盘
复杂的菊链结构使用处于 1、2 层的微孔将线路引伸
出去,可对二或三个焊点一组的失效位置进行分别
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研究参数
•网板设计
–焊膏印刷厚度与开孔尺寸
•助焊剂浸蘸工艺
–助焊剂厚度
•回流环境
–空气或氮气
•焊膏合金
– SnPb 与 SnAgCu
•焊膏类型
– 3 型或 4 型
•热循环测试
•底部充填工艺与材料
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印刷网板
•我们倾向于使用 6mil 厚度的网板以与大多数现行的SMT技
术兼容
•但是,6mil 网板可能并不适用,对于间距装配非
常可能需要 5mil 甚至 4mil 的网板
–还是可以与大多数 SMT 装配技术相容
–焊膏流体特性变得尤为重要
•网板开孔尺寸受限于精细脚间距. 阻塞可能成为问题. 即使
如此,我们还是建议使用 3 型焊膏对开孔尺寸/网板厚度进
行设计(以下详细讨论)
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用于间距装配的网板
网板厚度开孔尺寸
•对间距,评估开孔形状面积比