因为倒装芯片技术的使用不断增加,了解它在smt组装中面临的诸多挑战变得至关重要。无论smt贴片打样厂商是否需要为自己的新产品设计或采用倒装芯片技术,或者目前仅仅需要了解是否把倒装芯片作为你的投资目标,了解倒装芯片技术所带来的许多挑战都是非常重要的。在本文中,众焱电子小编主要讲解倒装芯片技术的许多挑战中的焊料倒装芯片组装。
传统的焊料倒装芯片组装工艺流程的主要步骤包括:施加焊剂,放置芯片,焊料回流焊和底部填充处理。然而,为确保倒装芯片组装的成功和可靠,还必须了解和实施其他的指南和要求,成功通常从设计开始。
设计需要考虑的首先是焊料凸点和凸点下面的结构。其目标是将互连件和集成电路键合盘之间传送的应力减到最少。如果互连件设计得正确,正如可靠性模型所预测的那样,失效将只会在焊料中发生。这可以由适当地设计集成电路键合焊盘结构来达成,包括它的钝化/聚酰亚胺开口和凸点下金相化(UBM)结构。钝化开口设计应该能降低电流密度、减小应力集中、改善电子迁移的寿命、以及使UBM和焊料凸点的横截面最大化。
凸点位置的布局是另一个设计考虑。焊料凸点位置应该尽可能对称,除非有很清楚的定位特征(例如在一个角落上不放凸点)。布局也必须考虑下游工序的晶圆切片工艺,以确保不会发生冲突。在集成电路上有电源区的焊料凸点的放置也将受集成电路的电敏感性和性能指标所规定。当然,还有其它集成电路设计需要考虑的因素,制作晶圆凸点的公司都有特定的集成电路焊盘和布局设计的指南。必须考虑这些设计指南,才能确保生成可靠的凸点,从而形成可靠的互连。
主要考虑的印制板设计因素包括金属焊盘的大小和相应的阻焊膜开口。很重要的一点是,要使印制板焊盘位置的湿润面积达到最大,以便形成强固的联接。然而,也必须考虑到使印制板的浸润面积的大小与UBM的直径相匹配,这有助于形成对称的互连,避免互连的一端比另一端有过高的应力状况。事实上,在smt贴片打样或加工过程中,把印制板焊盘直径设计得比UBM直径略小一些将会增加印制板侧的应力,而减弱比较弱的集成电路一侧的应力。
印制板焊盘位置上的浸润面积的控制是靠适当地设计阻焊膜的开口来实现的。阻焊膜限定的和非阻焊膜限定的两种设计方法都可采用,但是两者的组合可能是最可靠的。使用在相应的印制板印制线上的矩形开口,并考虑阻焊膜限定下的位置容差,可以得到适当的印制板焊盘位置设计。如果没有正确的设计,当装配好的印制板暴露于环境或机械因素的变动中时,在集成电路侧将会发生常见的焊料疲劳破裂。底部填充材料确实可以大大增加倒装芯片元件间互连的可靠性,但是如果不遵守正确的设计指南,最后将会发生同样的失效模式。
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