Les défauts d'emballage comprennent principalement la déformation du plomb, le décalage de la base, le gauchissement, la rupture des copeaux, le délaminage, les vides, l'emballage inégal, les bavures, les particules étrangères et le durcissement incomplet, etc.
1. Déformation du plomb
La déformation du fil fait généralement référence au déplacement du fil ou à la déformation provoquée lors de l'écoulement du mastic plastique, qui est généralement exprimé par le rapport x/L entre le déplacement latéral maximal du fil x et la longueur du fil L. La flexion du fil peut entraîner des courts-circuits électriques (en particulier dans les boîtiers de périphériques d'E/S haute densité).Parfois, les contraintes générées par la flexion peuvent entraîner une fissuration du point de liaison ou une réduction de la force de liaison.
Les facteurs qui affectent la liaison du plomb comprennent la conception de l'emballage, la disposition des broches, le matériau et la taille du plomb, les propriétés du plastique de moulage, le processus de liaison du plomb et le processus d'emballage.Les paramètres du fil qui affectent la flexion du fil comprennent le diamètre du fil, la longueur du fil, la charge de rupture du fil et la densité du fil, etc.
2. Décalage de base
Le décalage de base fait référence à la déformation et au décalage du support (base de puce) qui supporte la puce.
Les facteurs qui affectent le décalage de base incluent le flux du composé de moulage, la conception de l'assemblage de la grille de connexion et les propriétés matérielles de la pâte de moulage et de la grille de connexion.Les packages tels que TSOP et TQFP sont sensibles au déplacement de la base et à la déformation des broches en raison de leurs grilles de connexion minces.
3. Déformation
Le gauchissement est la flexion et la déformation hors du plan du dispositif d'emballage.Le gauchissement provoqué par le processus de moulage peut entraîner un certain nombre de problèmes de fiabilité, tels que le délaminage et la fissuration des copeaux.
Le gauchissement peut également entraîner une série de problèmes de fabrication, comme dans les dispositifs à grille de billes plastifiées (PBGA), où le gauchissement peut conduire à une mauvaise coplanarité des billes de soudure, provoquant des problèmes de placement lors de la refusion du dispositif pour l'assemblage sur une carte de circuit imprimé.
Les motifs de déformation comprennent trois types de motifs : concave vers l'intérieur, convexe vers l'extérieur et combiné.Dans les entreprises de semi-conducteurs, le concave est parfois appelé « visage souriant » et le convexe « visage qui pleure ».Les principales causes de déformation comprennent l’inadéquation du CTE et le retrait par durcissement/compression.Ce dernier n'a pas reçu beaucoup d'attention au début, mais des recherches approfondies ont révélé que le retrait chimique du composé de moulage joue également un rôle important dans le gauchissement des dispositifs IC, en particulier dans les boîtiers présentant des épaisseurs différentes en haut et en bas de la puce.
Pendant le processus de durcissement et de post-durcissement, le composé de moulage subira un retrait chimique à une température de durcissement élevée, appelé « retrait thermochimique ».Le retrait chimique qui se produit pendant le durcissement peut être réduit en augmentant la température de transition vitreuse et en réduisant la variation du coefficient de dilatation thermique autour de Tg.
Le gauchissement peut également être provoqué par des facteurs tels que la composition du composé de moulage, l'humidité présente dans le composé de moulage et la géométrie de l'emballage.En contrôlant le matériau et la composition de moulage, les paramètres du processus, la structure de l'emballage et l'environnement de pré-encapsulation, la déformation de l'emballage peut être minimisée.Dans certains cas, le gauchissement peut être compensé en encapsulant la face arrière de l'ensemble électronique.Par exemple, si les connexions externes d’un grand panneau céramique ou d’un panneau multicouche se trouvent du même côté, les encapsuler sur la face arrière peut réduire le gauchissement.
4. Casse de copeaux
Les contraintes générées lors du processus d’emballage peuvent entraîner la rupture des copeaux.Le processus d'emballage aggrave généralement les microfissures formées lors du processus d'assemblage précédent.L’amincissement des plaquettes ou des copeaux, le meulage de l’envers et le collage des copeaux sont autant d’étapes qui peuvent conduire à l’apparition de fissures.
Une puce fissurée ou défaillante mécaniquement n’entraîne pas nécessairement une panne électrique.Le fait qu'une rupture de copeau entraîne une panne électrique instantanée de l'appareil dépend également du chemin de propagation des fissures.Par exemple, si la fissure apparaît au dos de la puce, elle ne peut affecter aucune structure sensible.
Les tranches de silicium étant fines et cassantes, l'emballage au niveau de la tranche est plus susceptible de se rompre.Par conséquent, les paramètres de processus tels que la pression de serrage et la pression de transition de moulage dans le processus de moulage par transfert doivent être strictement contrôlés pour éviter la rupture des copeaux.Les emballages empilés 3D sont sujets à la rupture des copeaux en raison du processus d'empilage.Les facteurs de conception affectant la rupture des copeaux dans les boîtiers 3D comprennent la structure de l'empilement de puces, l'épaisseur du substrat, le volume de moulage et l'épaisseur du manchon de moule, etc.
Heure de publication : 15 février 2023