芯片級(jí)無(wú)鉛csp器件的底部填充材料-資料下載頁(yè)
2024-12-07 21:20本頁(yè)面
【正文】 動(dòng)性好，可以滿足 后道工藝要求。另外，一種與無(wú)鉛焊料搭配的材料 B，烘烤工藝窗口較大， TMA 擠壓流動(dòng)試驗(yàn)可以比較底部填充材料的流動(dòng)性，材料流動(dòng)性對(duì)探頭測(cè)出的浮力影響很大，此時(shí)，材料厚度補(bǔ)償很有效。材料 A 與 B 在 140℃，不同烘烤時(shí)間，底部填充材料流動(dòng)性結(jié)果見(jiàn)圖八，烘烤時(shí)間越長(zhǎng)，流動(dòng)性越差，材料 B 在烘烤時(shí)間 60 分鐘之前流動(dòng)性很明顯好于材料 A，所以材料 B 溫度窗口比材料 A 寬。 底部填充材料 B 烘烤時(shí)間與焊料裝配結(jié)果如圖九，拖尾情況好于材料 A，因此，材料 B 烘烤時(shí)間長(zhǎng)并不影響其流動(dòng)效果。材料 A與無(wú)鉛焊膏 Indium241 在 140℃，不同烘烤時(shí)間的試驗(yàn)結(jié)果，見(jiàn)圖九： 晶圓翹曲與底部填充材料脆裂： 當(dāng)使用 WLUF 材料 A 填充到裸硅晶圓上，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重翹曲（特別是 3”和 6”晶圓），翹曲原因就是晶圓在填充材料冷卻過(guò)程中硅材料與填充材料 CTE 不匹配造成的，通常底部填充材料脆裂釋放應(yīng)力，翹曲變小或消失，為減少應(yīng)力產(chǎn)生，底部填充材料冷卻后要進(jìn)行退火處理，退火過(guò)程中應(yīng)力的釋放可通過(guò) DSC 觀察到，圖十即為 DSC 溫度記錄圖，記錄了材料 B 烘烤后在 50℃，不同退火時(shí)間的情況。 退火時(shí)間增加，聚合體系統(tǒng)向低應(yīng)力平衡點(diǎn)移動(dòng)，吸熱頭根據(jù)Tg 變化，可統(tǒng)計(jì)出應(yīng)力釋放情況。明確了退火溫度對(duì)應(yīng)力釋放動(dòng)力學(xué)的影響，退火試驗(yàn)可在不同溫度下重復(fù)進(jìn)行，吸熱頭在不同溫度經(jīng) 1H 退火后，如圖十一，在 50℃時(shí)應(yīng)力釋 放最大，材料B 退火溫度是 55℃，為其玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此，應(yīng)力釋放最佳時(shí)機(jī)為材料玻璃轉(zhuǎn)換溫度， DSC 溫度記錄圖可對(duì)退火和未經(jīng)退火的 材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，退火對(duì)材料結(jié)構(gòu)無(wú)影響，因此對(duì)材料流動(dòng)，材料結(jié)合沒(méi)有任何影響。當(dāng)材料 B填充到晶圓上，經(jīng) 50℃， 30 分鐘退火，晶圓脆裂可消除， 結(jié)論： 晶圓底部填充材料，用于無(wú)鉛焊接的要求更具挑戰(zhàn)性，晶片級(jí)封裝器件在無(wú)鉛焊接中，焊接溫度高，焊料易拖尾，焊接窗口窄，因此，底部填充材料的選擇，烘烤工藝的控制非常重要，處理的好，可消除拖尾，并有好的流動(dòng)性，易于形成良好的保護(hù)膜，并協(xié)助焊接時(shí) 良好焊點(diǎn)的形成，可通過(guò)調(diào)整烘烤時(shí)間增加底部填充材料的粘性，改善拖尾情況，底部填充材料可保證其良好的流動(dòng)性及較寬的工藝窗口。后期烘烤后的退火，可消除晶圓翹曲及脆裂，退火過(guò)程中應(yīng)力釋放可通過(guò) DSC 監(jiān)控，并可根據(jù)材料的玻璃轉(zhuǎn)換外呢度確定有效的退火溫度。 技術(shù)支持： 感謝 Nikhil Kelkar, Viraj Patwardhan 和 Hau Nguyen 國(guó)際半導(dǎo)體對(duì) WLUF 底部填充材料的工藝技術(shù)支持
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