無鉛化挑戰(zhàn)組裝和封裝材料(編輯修改稿)
2025-01-03 20:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 迄今為止，倒裝芯片凸點(diǎn)技術(shù)仍然是技術(shù)的亮點(diǎn)。小間距芯片級(jí)封裝（ mm 間距）的出現(xiàn)，使得使用鏤板印刷方法，可能替代固體植球方法。 可靠性問題 世界正在邁向無鉛電子時(shí)代，汽車電子也對(duì)高熔點(diǎn)焊料提出了需求，這一切推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)對(duì)于新的焊料系統(tǒng)的選擇。對(duì)于新焊料系統(tǒng)，關(guān)鍵之一就是可靠性。 SnAgCu 與 SnPb37 相比，二者的疲勞壽命和失效機(jī)制基本相同，實(shí)際應(yīng)用中 ，受熱歷程和焊點(diǎn)形狀決定疲勞壽命。研究等證明對(duì)于無電鍍鎳 UBM ， SnPb37 和 焊膏具有極佳的剪切性能。而且，底部填充料 ——PCB 薄板上的倒裝芯片都需要它來保證可靠性 ——能減少焊點(diǎn)的大部分應(yīng)力，因而也就延長了它的壽命。 倒裝芯片通常要使用兩次回流焊工藝，一次是在晶圓上球點(diǎn)的形成時(shí)，另一次是在組裝的時(shí)候。 Ni3Sn4 是無電鍍鎳 UBM 上的 SnPb 焊料以及 SnAgCu焊料形成的金屬互化物。經(jīng)過兩次回焊，金屬化后， 的形態(tài)基本正常而且厚實(shí)。在較 高的溫度下倒裝芯片的老化顯得十分關(guān)鍵。 150 和 170℃ 時(shí)老化 1000 個(gè)小時(shí)，SnPb 及無鉛合金會(huì)隨著鎳的消耗，轉(zhuǎn)化成小于 2mm 的 Ni3Sn4 。 對(duì)于 ，其鎳的耗散厚度大約是 SnPb 的兩倍。同樣的，對(duì)于 ，在 170℃ 而不是 150℃ 時(shí)老化，鎳的厚度消耗會(huì)增加 4 倍。 在 150℃ 環(huán)境里保存 2022 小時(shí)后，對(duì)焊接凸點(diǎn)的剪切力測試的結(jié)果表明， 的剪切力大于 SnPb37。而且，對(duì)于 S，經(jīng)過高溫高濕（ 85℃ 和 85% RH）保存，以及溫度循環(huán)（ 40 到 150℃ , 1000 cycles）之后，剪切力測試結(jié)果表明其可靠性比 SnPb37 稍好。對(duì) 40 到 125℃ 溫度循環(huán)后的倒裝芯片封裝進(jìn)行測試，結(jié)果顯示 的效果要好于 SnPb37。但是 的可靠性不如常規(guī)的 SnPb37（循環(huán)溫度 55到 125℃ ，及 55 到 150℃ ）。上述兩種情形，填充底料的選擇，熔化物殘留的多少，以及實(shí)際結(jié)合高度將決定哪一種連接方式更好。這表明合金的選
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