增强扇入晶圆级封装的可靠性 - 半导体科技.pdfVIP

技术文章 封 装 TECHNICAL ARTICLE 增强扇入晶圆级封装的可靠性 圆级芯片尺寸封装（WLCSP ） 性能差异。低银合金（大约 1% 的 级别链接式连接的活动装置，它能 能够提供最小的封装形状尺寸， 银）为人们所知的是在冲击试验(drop 在板侧完成，从而实现BLR 测试 晶已经成为手持消费性电子产品 testing) 表现不错，而高银合金（通常 过程中的实时监控。此晶粒尺寸为 领域的优先选项，在这些领域中，可 3%-4% 的银）则一般更适合于热循环 3.9 ×3.9mm2 ，这对WLCSP 应用来说 携性和不断提高的功能性是强大的驱 中。在最近几年中，已经推出了很多 是中等尺寸。 WLCSP 积层包括一氧 动力。在WLCSP 中，芯片的输入输 带有其他掺杂物的合金，用来优化冲 化铅（PBO ）聚合物、镀铜RDL 和 出通常是用聚合物和重布线层（RDL ） 击和循环性能。 一个拥有标准工业厚度的镀铜UBM 。 积层来扇入穿过晶粒表面，从而产生 焊料是Sn95.5Ag4.0Cu0.5 （SAC405 ），而 一个面积阵列，并且随后在端子上形 焊点形状优化 完成的WLCSP 在一个0.4 毫米的脚 成较大的焊接凸块。这些结构能让芯 最好的工具是一种带有RDL 距上包含81 个球以9 ×9 矩阵排列。 片直接附到印刷电路板（PCB ）上且 凸块下过孔 所用的BLR PCB 是一个 1 毫米厚的 具良好的可靠性。[1] 硅IC 8 层电路板，配有非阻焊层限定焊盘。 硅芯片与有机PCB 之间的热失配 聚合物1 为了温度循环（-40 至 125℃，1 次循 已限制WLCSP 在相对较小的芯片尺 RDL 聚合物2 环/ 小时），使用的是标准的固态技 寸上。最近几年，新聚合物和焊接合 UBM焊盘 术协会（JEDEC ）条件。[8] 金的使用已经将可用的芯片尺寸扩展 图1 展示的是一个非阻焊层限 2 2 [2-4] 到5 ×5mm 至6 ×6mm 的范围内。 定焊点，它通常用于WLCSP 组装。 焊接合金 对改善WLCSP 可靠性来说，优化焊 焊点形状的关键包括WLCSP 上的 点形状是相对简单且有效的方式。[5, 6] UBM 焊盘尺寸、WLCSP 上凸块下聚 需要考虑的重要变量包括WLCSP 上 PCB焊盘 合物的尺寸、以及PCB 焊盘的尺寸。 的凸块下聚合物通孔的尺寸、WLCSP 为了焊点优化研究，UBM 焊盘尺寸 凸块下合金层（UBM ）焊盘的尺寸以 印刷电路板 固定在215 微米，并且改变聚合物以 及PCB 上相应焊盘的尺寸。对这些要 及PCB 焊盘，从而在热循环测试中 图1. WLCSP焊点图示，展示的是主要几何因子： 素进行优化能实现热循环中的性能改 UBM焊盘、凸块下的通孔和PCB焊盘。 确定这些因素对WLCSP 性能的影响。 善，这是预测WLCSP 使用寿命的一