WLCSP器件的板級跌落可靠性研究.pdf

1、碩士學位論文WLCSP器件的板級跌落可靠性研究StudyonBoardLevelDropReliabilityofWLCSPPackage作者j=々t等于姓名：業(yè)：縣’，o指導教師：董明壺完成日期：圣Q!壘生墨旦DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要隨著電子封裝器件不斷向微型化、高密度、無鉛化發(fā)展，焊點的可靠性己成為影響電子產(chǎn)品質量的關鍵因素之一。便攜式電子產(chǎn)品在使用過程中易受跌落或其他沖擊

2、外力的影響而發(fā)生失效，因而提高封裝的跌落可靠性顯得尤為重要。據(jù)此，本論文主要研究了WLCSP器件和BGA器件的跌落可靠性問題。本論文首先研究了基于JEDEC標準的15009、05ms沖擊條件下初始WLCSP樣品跌落不同次數(shù)后的斷裂模式及裂紋擴展行為，300次跌落次數(shù)之內損傷模式均為坑裂，在150次200次跌落之間樹脂坑裂裂紋開始萌生，隨著跌落次數(shù)增加，相同位置的焊點裂紋長度呈線性增長。WLCSP器件樣品時效(125oC)、熱循環(huán)(55～

3、125oC)后在15009、O5ms條件下跌落300次的研究發(fā)現(xiàn)：器件損傷模式為樹脂坑裂，其他形式的斷裂并未出現(xiàn)，說明時效、熱循環(huán)150小時后不改變此種WLCSP芯片的斷裂損傷模式；芯片側和基板側界面Cu6Sn5IMC層厚度增加，相同時間時效后IMC的生長比熱循環(huán)后更為明顯，而且，IMC層形貌更為平整；時效100小時、150小時后能夠看到明顯的Cu3SnIMC層，在熱循環(huán)后的焊點中未發(fā)現(xiàn)明顯的Cu3SnIMC層。29009、03ms沖擊

4、條件下跌落5000次后WLCSP器件出現(xiàn)的五種的斷裂模式由易至難排序為：樹脂坑裂、芯片側再布線層(Redistributionlayer，RDL)與Cu焊盤之間開裂、RDL層斷裂、釬料內部斷裂或釬料內部混合IMC層界面斷裂。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，此WLCSP器件樣品的200次跌落壽命失效應變門檻值的范圍約為24002500I‰失效模式均為樹脂坑裂，隨著沖擊條件變苛刻，PCB基板的應變值增大，相同位置焊點的裂紋擴展長度隨之增加。峰值加速度相同

5、脈寬不同時，脈寬越大，WLCSP器件邊角位置處產(chǎn)生變形的時間越長，應變越大，跌落可靠性降低。WLCSP芯片靠近PCB基板邊緣的邊角處焊球的破壞最大，且損傷程度與沖擊的劇烈程度和跌落的次數(shù)正相關，中間位置焊點在本論文所有實驗條件下均能保持結構的完整。因此WLCSP樣品PCB基板樹脂層的強度是影響其跌落可靠性的關鍵因素?？拷黀CB基板邊緣的A、D位置芯片比靠近PCB基板中心B、C位置芯片更易失效，且對跌落條件和跌落次數(shù)的變化更為敏感。關鍵詞