环氧成型模料对构装後晶片可靠度的影响介绍.PDF

工程科技與教育學刊 第七卷 第四期 民國九十九年十月 第 532～545 頁 環氧成型模料對構裝後晶片可靠度的影響 林益生 1 、許蓁容1 、何宗漢1 、伍玉真2 、鄧希哲2 1 國立高雄應用科技大學化學工程與材料工程系 2 台灣典範半導體股份有公司 E-mail: thho@cc.kuas.edu.tw 摘 要 本研究主要是選擇適合的環氧成型模料(Epoxy Molding Compound; EMC) ，進行搭配並構裝SOP8(150mil) 半導體元件，以期望提升半導體元件的可靠度。三種不同環氧樹脂的 EMC ，以SEM 觀察硬化 EMC 的微觀結 構。最後再將三種綠色環保材料之銀膠及三種 EMC ，用來構裝SOP8(150mil)晶片，構裝後的半導體元件進行 吸濕及去濕能力、迴焊試驗及可靠度測試，藉以找尋最佳的 EMC 。實驗結果顯示：MAR 系列之環氧樹脂及 Glue-A 銀 膠 構 裝 之 SOP8-A 樣 品 其 抗 濕 性 及 去 濕 性 較 佳 ， 同 時 也 通 過 可 靠 性 Precondition Level III(30℃/60%/192hrs) 。在環境測試中，發現SOP8-A 經環境測試 TCT 1000cycles 無發現任何脫層。SOP8-A 構 裝在不同迴焊升温斜率試驗，實驗結果顯示迴焊温度昇温斜率愈高則構裝內所含濕氣因受熱膨脹體積變大而 導致脫層數量愈多。 關鍵詞：半導體構裝、環氧成型模料(EMC) 、銀膠、可靠度測試 1. 前 言 IC 是積體電路（Integrated Circuit ）的簡稱，在一片小小的矽晶片上，可能有數百萬個電路元件[1] 。IC 構 裝是從半導體積體電路製作完成後，到與其它的電子元件共同組裝於一個聯線結構之中，成為一電子產品， 以達成一特定設計功能的所有製程[2] 。一般而言，IC 構裝主要有四大功能 [3] ： 1.電源分佈：IC 要動作，需有外來的電源來驅動，外來的電源經過構裝層內的重新分佈，可 穩定地驅動 IC ， 使 IC 正常運作。 2.信號分佈：IC 所產生的訊號，或由外界輸入 IC 的訊號，均需透過構裝層線路的傳送以送達正確的位置。 3.散熱功能：藉由構裝的熱傳設計，可將 IC 的發熱排出，使 IC 在可工作溫度下（通常小於 85℃）正常運作。 4.保護功能：構裝可將 IC 密封，隔絕外界汙染及外力破壞。 封裝的目的是在提供 IC 晶片與電子系統間訊號傳遞的介面及保護 IC ，因此封裝之技術的發展除受到IC 技術發展影響外，還受到電子產品與電子系統本身功能限制之要求，不同產品需要不同之封裝技術規格。IC 封裝主要製程步驟如圖 1-1 所示[4-5] ，主要製程包含：晶背研磨（Wafer Back Grinding ），晶圓切割（Wafer Saw ）， 晶粒黏著（Die Attach ），銲線（Wire Bonding ），封膠（Molding ），去膠、去緯（DejunkTrim ），電鍍（Solder Plating ），腳成形（FormingSingulation ）等。 ©2010 National Kaohsiung University of Applied Sciences, ISSN 1813-3851 環氧成型模料對構裝後晶片可靠度的影響 533 Wafer Grinding Wafer Saw Die Attach Wire Boding Molding DejunkTrim Solder Plating FormingSingul 圖 1-1 封裝製程流程 半導體封裝材料的主要