Дефекты упаковки в основном включают деформацию свинца, смещение основания, коробление, поломку стружки, расслоение, пустоты, неровную упаковку, заусенцы, посторонние частицы, неполное отверждение и т. д.
1. Деформация свинца
Под деформацией вывода обычно понимается смещение вывода или деформация, вызванная течением пластического герметика, которая обычно выражается соотношением x/L между максимальным поперечным смещением вывода x и длиной вывода L. Изгиб вывода может привести к короткому замыканию (особенно в корпусах устройств ввода-вывода высокой плотности).Иногда напряжения, возникающие при изгибе, могут привести к растрескиванию места соединения или снижению прочности соединения.
Факторы, влияющие на соединение свинцов, включают дизайн упаковки, расположение выводов, материал и размер выводов, свойства формовочного пластика, процесс соединения свинцов и процесс упаковки.Параметры выводов, влияющие на изгиб выводов, включают диаметр выводов, длину выводов, разрывную нагрузку, плотность выводов и т. д.
2. Базовое смещение
Базовое смещение относится к деформации и смещению держателя (основания чипа), на котором установлен чип.
Факторы, влияющие на сдвиг основания, включают растекание формовочной массы, конструкцию узла выводной рамы и свойства материала формовочной массы и выводной рамки.Такие корпуса, как TSOP и TQFP, подвержены смещению основания и деформации выводов из-за их тонких выводных рамок.
3. Коробление
Коробление – это изгиб и деформация упаковочного устройства вне плоскости.Деформация, вызванная процессом формования, может привести к ряду проблем с надежностью, таких как расслоение и растрескивание стружки.
Деформация также может привести к ряду производственных проблем, например, в устройствах с решеткой из пластифицированных шариков (PBGA), где коробление может привести к плохой копланарности шариков припоя, вызывая проблемы с размещением во время оплавления устройства для сборки на печатной плате.
Узоры коробления включают три типа узоров: вогнутый внутрь, выпуклый наружу и комбинированный.В полупроводниковых компаниях вогнутую поверхность иногда называют «улыбающимся лицом», а выпуклую — «плачущим лицом».Основными причинами коробления являются несоответствие КТР и усадка при вулканизации/сжатии.Последнему поначалу не уделялось особого внимания, но углубленные исследования показали, что химическая усадка формовочной массы также играет важную роль в короблении микросхем, особенно в корпусах с разной толщиной верхней и нижней части чипа.
В процессе отверждения и последующего отверждения формовочная масса подвергается химической усадке при высокой температуре отверждения, которая называется «термохимической усадкой».Химическую усадку, возникающую во время отверждения, можно уменьшить, увеличив температуру стеклования и уменьшив изменение коэффициента теплового расширения вокруг Tg.
Деформация также может быть вызвана такими факторами, как состав формовочной массы, влага в формовочной массе и геометрия упаковки.Контролируя формовочный материал и состав, параметры процесса, структуру упаковки и среду предварительного капсулирования, можно свести к минимуму коробление упаковки.В некоторых случаях коробление можно компенсировать герметизацией обратной стороны электронного блока.Например, если внешние соединения большой керамической или многослойной платы находятся на одной стороне, герметизация их на обратной стороне может уменьшить коробление.
4. Поломка стружки
Напряжения, возникающие в процессе упаковки, могут привести к поломке стружки.Процесс упаковки обычно усугубляет микротрещины, образовавшиеся в предыдущем процессе сборки.Утончение пластины или стружки, шлифовка обратной стороны и склеивание стружки — все это этапы, которые могут привести к образованию трещин.
Треснувший, механически вышедший из строя чип не обязательно приводит к отказу электрической системы.Приведет ли разрыв стружки к мгновенному электрическому отказу устройства, также зависит от пути роста трещины.Например, если трещина появится на обратной стороне чипа, она может не затронуть никакие чувствительные структуры.
Поскольку кремниевые пластины тонкие и хрупкие, упаковка на уровне пластины более подвержена разрушению чипа.Поэтому параметры процесса, такие как давление зажима и давление перехода формования в процессе трансферного формования, должны строго контролироваться, чтобы предотвратить разрушение стружки.Пакеты, сложенные в 3D-пакеты, склонны к разрыву стружки из-за процесса штабелирования.Факторы проектирования, влияющие на разрушение стружки в 3D-корпусах, включают структуру пакета стружки, толщину подложки, объем формования, толщину гильзы формы и т. д.
Время публикации: 15 февраля 2023 г.