倒裝芯片中的芯片偏斜問題及解決方案
在電子工業(yè)的許多領(lǐng)域，都將倒裝芯片結(jié)合到新產(chǎn)品中，呈現(xiàn)增長的規(guī)律。因此，必須理解許許多多的設(shè)計、材料、工藝和設(shè)備有關(guān)的變量，以保證該技術(shù)成功地實施和生存。例如，裸芯片的處理與貼裝產(chǎn)生了通常在標準的表面貼裝裝配中不會遇到的新挑戰(zhàn)。有一個顧客最近問，“我們看到在我們得倒裝芯片裝配工藝中偏斜芯片的數(shù)量在增加 - 什么可能會造成這個問題，我們?nèi)绾渭m正它?”
倒裝芯片中的芯片偏斜問題解決方案
芯片偏斜是一個當(dāng)處理裸芯片是可能偶爾發(fā)生的一個工藝問題。在倒裝芯片裝配工藝中的一些因數(shù)可能造成這種貼裝缺陷，包括不適當(dāng)?shù)脑O(shè)備設(shè)定、不正確的工藝參數(shù)和不兼容的裝配材料。另外，貼裝精度不僅受芯片貼裝工藝的影響，而且受其他制造工序的影響，諸如上助焊劑、板的傳送和焊錫回流。迅速地決定和消除造成這個特殊偏斜問題的變量，經(jīng)常對制造工程師們是一個挑戰(zhàn)。
對于前面所提到的芯片偏斜的特殊情況，我們跟隨一系列的方法步驟，以找到問題的原因和提供一個解決方法。在與該顧客一起工作時，初始的重點放在決定那個工藝步驟造成該問題。在上游與下游工藝上作工藝檢查，主要是上助焊劑和焊錫回流，以決定每個工藝的潛在影響。在得出工藝與設(shè)備狀況都在規(guī)格范圍之內(nèi)的結(jié)論和保證所有獨立與非獨立變量都正確之后，我們在客戶的工廠對芯片貼裝進行了觀察。觀察顯示，不同的吸嘴類型在各種芯片批號上產(chǎn)生重大的偏斜作用。
然后，在一條表面貼裝線上模擬了該貼裝過程，各變量與條件和客戶工廠所使用的一樣。使用客戶的實際產(chǎn)品和各種芯片批號，在貼裝過程中，當(dāng)使用兩個吸嘴型號時進行高速攝影。影片顯示在芯片被釋放的同時芯片也粘附到B型吸嘴(橡膠)上，但是當(dāng)使用A型吸嘴時沒有芯片的粘附。進行貼裝時沒有使用助焊劑，以突出芯片對吸嘴的粘附情況。對板剛性支撐，以減少板的彈性作用。也收集了信息，以決定每個吸嘴類型對各種芯片批號的交互作用。
在芯片和吸嘴上的污染，以及芯片和吸嘴的表面光潔度，進行了徹底的調(diào)查。對吸嘴類型(新舊)和各個芯片批號兩者的樣品進行了特性分析，包括溶劑萃取法、電子掃描顯微鏡(SEM)和富利埃轉(zhuǎn)換紅外光譜分析(FTIR)。分析顯示，背面凹處出現(xiàn)在失效的芯片批號上(大約30mm直徑、8mm深度)。也發(fā)現(xiàn)有機化合物 - 主要是粘著的和自由的氫氧化合物族。這種情況可以導(dǎo)致芯片粘著問題，或者由于過大的粘附力，或者由于真空的局部效應(yīng)。另外，F(xiàn)TIR分析揭示在舊的吸嘴(A型與B型兩者)上有化合物族，表明有自由的氫氧化合物族，這些化合物族可能在有機酸、酒精和溶劑中發(fā)現(xiàn)。芯片粘著的可能原因是由于氫氧化合物族的相互作用或反應(yīng)，造成芯片與吸嘴之間過大的粘著力。在貼裝機器上安裝了新的吸嘴，偏斜問題立刻得到糾正。
在這個特殊的案例中，芯片偏斜問題的解決只是簡單的糾正。吸嘴表面的情況對于獲得吸嘴與芯片之間適當(dāng)?shù)恼掣脚c分開是關(guān)鍵的。適當(dāng)?shù)奈毂砻媲鍧嵎椒▽τ诒ＷC吸嘴(與貼裝)的性能是關(guān)鍵的。
