優(yōu)化速度和時(shí)間不僅是在奧林匹克賽道上實(shí)現(xiàn)金牌愿望的要素，而且是用于封裝到封裝技術(shù)的內(nèi)存到底部(邏輯)封裝的堅(jiān)固表面貼裝(SMT)工藝的先決條件(POP)。 PoP技術(shù)具有鍍鋅半導(dǎo)體封裝，因?yàn)樗哂袦p少外形尺寸和小型化的先天優(yōu)勢(shì)，支持大批量制造(HVM)中的大量消費(fèi)類(lèi)和便攜式電子產(chǎn)品。由于其在十多年的歷史中具有強(qiáng)大的HVM歷史，PoP是需要內(nèi)存/處理器集成的汽車(chē)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)應(yīng)用的理想技術(shù)。

了解SMT參數(shù)的影響

確保在存儲(chǔ)球上適當(dāng)?shù)耐扛采w率首先要了解磁通量?jī)?chǔ)存器中沉積時(shí)間的動(dòng)態(tài)以及與提取的存儲(chǔ)器封裝相關(guān)的速度離開(kāi)通量?jī)?chǔ)存器。掌握這些條件可以為解決汽車(chē)設(shè)備的侵蝕性缺陷級(jí)別要求設(shè)定路徑。例如，如果記憶球上的助焊劑覆蓋率不足或過(guò)大，則可能的情況是違反焊球上50-70%磁通高度體積的典型經(jīng)驗(yàn)法則。在過(guò)度覆蓋的情況下，由于表面張力的影響，助焊劑材料可以遷移到存儲(chǔ)器封裝焊接掩模表面(參見(jiàn)圖1)。這種情況可能導(dǎo)致SMT球缺口問(wèn)題。另一方面，磁通覆蓋不足會(huì)導(dǎo)致非濕路和電氣開(kāi)路(如圖2和3所示)。

圖1此圖示顯示球高度過(guò)高。

圖2記憶包球偏移導(dǎo)致非濕(a)和球短路(b)如圖所示這個(gè)x射線圖像。

圖3這是一個(gè)橫截面記憶包球短路。

提取速度是控制磁通覆蓋均勻性的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。開(kāi)發(fā)安全的速度范圍以抵消助焊劑穿線效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器封裝焊球到底部封裝的最佳提取和助焊劑轉(zhuǎn)移，這是提高SMT產(chǎn)量的重點(diǎn)項(xiàng)目。通量深度和提取速度是串聯(lián)的，很像半導(dǎo)體芯片和封裝，因?yàn)樗南嗷プ饔萌Q于另一個(gè)。優(yōu)化通量深度而不是提取速度(反之亦然)可以產(chǎn)生通量體積的變化，這反過(guò)來(lái)將增加焊點(diǎn)完整性的變化。當(dāng)然，前面提到的SMT指南取決于存儲(chǔ)器和底部封裝之間的翹曲一致性(參見(jiàn)圖4)，這是推動(dòng)制造汽車(chē)無(wú)缺陷SMT工藝因素的典型第一步 - 專(zhuān)注于PoP組裝。通量變化的分歧不僅會(huì)導(dǎo)致SMT產(chǎn)量問(wèn)題，還會(huì)導(dǎo)致板級(jí)可靠性(BLR)期間焊點(diǎn)裕度減小。

圖4此圖顯示了疊前配置中內(nèi)存和底部封裝之間的翹曲一致性。

SMT參數(shù)對(duì)BLR的影響

為了進(jìn)一步研究非優(yōu)化SMT條件的BLR影響，例如存儲(chǔ)器封裝BGA焊球的焊劑沉積時(shí)間和存儲(chǔ)器封裝離開(kāi)浸漬托盤(pán)的提取時(shí)間，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DoE)。在該DoE內(nèi)(參見(jiàn)圖5)，在短，中，長(zhǎng)停留時(shí)間評(píng)估了助焊劑浸漬盤(pán)中存儲(chǔ)器封裝的沉積時(shí)間。

圖5此表描述了DoE。

時(shí)間譜的高端是低端的3倍。類(lèi)似地，在慢，中和快三個(gè)級(jí)別評(píng)估存儲(chǔ)器包提取速度。提取速度的高端約為低端的2.5倍。在-40℃至125℃(根據(jù)IPC 9701)條件下監(jiān)測(cè)BLR性能，以確定對(duì)上述SMT參數(shù)的響應(yīng)，作為存儲(chǔ)器封裝角和非角焊料球的原位電阻變化測(cè)量的函數(shù)。通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)試網(wǎng)監(jiān)視存儲(chǔ)器封裝角和非角BGA，以便在BLR期間清楚地指定存儲(chǔ)球易感性。能源部背后的驅(qū)動(dòng)力是為汽車(chē)設(shè)備保持令人羨慕的零缺陷目標(biāo)，以了解PoP SMT裝配過(guò)程中的工藝余量。

SMT表征的結(jié)果很有趣，在某些情況下違反直覺(jué)。在停留時(shí)間和提取速度處于該范圍的高端的情況下(高意味著更長(zhǎng)的停留時(shí)間和更快的提取速度)，可靠性裕度降低，如Weibull分析所示，在5%的循環(huán)到失效時(shí)(參見(jiàn)數(shù)字) 6 - 8)。該假設(shè)是較長(zhǎng)通量停留時(shí)間的組合導(dǎo)致材料體積沉積在存儲(chǔ)器封裝表面上，從而減少焊球本身上的通量。來(lái)自沉積過(guò)程的焊球上的通量體積的不均勻性以及更快的提取速度導(dǎo)致不穩(wěn)定的通量轉(zhuǎn)移的完美風(fēng)暴。由于焊劑轉(zhuǎn)移不良，冶金焊接過(guò)程會(huì)在焊料回流過(guò)程中受到影響，這會(huì)對(duì)焊點(diǎn)可靠性產(chǎn)生不利影響。

圖6SMT DoE表征的結(jié)果很有趣。

圖7這是一個(gè)顯示優(yōu)化條件的內(nèi)存非角(紅色)和內(nèi)存角(綠色)的Weibull圖。

圖8內(nèi)存非拐角(紅色)和記憶角(綠色)的Weibull圖顯示非優(yōu)化條件。