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1、碩士學(xué)位論文WLCSP器件的板級(jí)跌落可靠性研究StudyonBoardLevelDropReliabilityofWLCSPPackage作者j=々t等于姓名:業(yè):縣’,o指導(dǎo)教師:董明壺完成日期:圣Q!壘生墨旦DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著電子封裝器件不斷向微型化、高密度、無(wú)鉛化發(fā)展,焊點(diǎn)的可靠性己成為影響電子產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。便攜式電子產(chǎn)品在使用過(guò)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(wèn)題。本論文首先研究了基于JEDEC標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展行為,300次跌落次數(shù)之內(nèi)損傷模式均為坑裂,在150次200次跌落之間樹(shù)脂坑裂裂紋開(kāi)始萌生,隨著跌落次數(shù)增加,相同位置的焊點(diǎn)裂紋長(zhǎng)度呈線性增長(zhǎng)。WLCSP器件樣品時(shí)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(shù)脂坑裂,其他形式的斷裂并未出現(xiàn),說(shuō)明時(shí)效、熱循環(huán)150小時(shí)后不改變此種WLCSP芯片的斷裂損傷模式;芯片側(cè)和基板側(cè)界面Cu6Sn5IMC層厚度增加,相同時(shí)間時(shí)效后IMC的生長(zhǎng)比熱循環(huán)后更為明顯,而且,IMC層形貌更為平整;時(shí)效100小時(shí)、150小時(shí)后能夠看到明顯的Cu3SnIMC層,在熱循環(huán)后的焊點(diǎn)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?yàn)椋簶?shù)脂坑裂、芯片側(cè)再布線層(Redistributionlayer,RDL)與Cu焊盤(pán)之間開(kāi)裂、RDL層斷裂、釬料內(nèi)部斷裂或釬料內(nèi)部混合IMC層界面斷裂。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),此WLCSP器件樣品的200次跌落壽命失效應(yīng)變門(mén)檻值的范圍約為24002500I‰失效模式均為樹(shù)脂坑裂,隨著沖擊條件變苛刻,PCB基板的應(yīng)變值增大,相同位置焊點(diǎn)的裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度隨之增加。峰值加速度相同
5、脈寬不同時(shí),脈寬越大,WLCSP器件邊角位置處產(chǎn)生變形的時(shí)間越長(zhǎng),應(yīng)變?cè)酱?,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(guān),中間位置焊點(diǎn)在本論文所有實(shí)驗(yàn)條件下均能保持結(jié)構(gòu)的完整。因此WLCSP樣品PCB基板樹(shù)脂層的強(qiáng)度是影響其跌落可靠性的關(guān)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(duì)跌落條件和跌落次數(shù)的變化更為敏感。關(guān)鍵詞
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