Zu den Verpackungsfehlern gehören hauptsächlich Bleiverformung, Basisversatz, Verzug, Spanbruch, Delaminierung, Hohlräume, ungleichmäßige Verpackung, Grate, Fremdpartikel und unvollständige Aushärtung usw.
1. Bleiverformung
Unter Leitungsverformung versteht man in der Regel die Leitungsverschiebung oder -verformung, die während des Fließens des Kunststoffdichtmittels verursacht wird, was üblicherweise durch das Verhältnis x/L zwischen der maximalen seitlichen Leitungsverschiebung x und der Leitungslänge L ausgedrückt wird. Leitungsbiegung kann zu elektrischen Kurzschlüssen führen (insbesondere in I/O-Gerätepaketen mit hoher Dichte).Manchmal können die durch das Biegen erzeugten Spannungen zu Rissen an der Verbindungsstelle oder einer Verringerung der Verbindungsfestigkeit führen.
Zu den Faktoren, die sich auf die Leitungsbindung auswirken, gehören das Gehäusedesign, die Leitungsanordnung, das Leitungsmaterial und die Leitungsgröße, die Eigenschaften des Formkunststoffs, der Leitungsbindungsprozess und der Verpackungsprozess.Zu den Leitungsparametern, die sich auf die Leitungsbiegung auswirken, gehören Leitungsdurchmesser, Leitungslänge, Leitungsbruchlast und Leitungsdichte usw.
2. Basisversatz
Der Basisversatz bezieht sich auf die Verformung und den Versatz des Trägers (Chipbasis), der den Chip trägt.
Zu den Faktoren, die die Basisverschiebung beeinflussen, gehören der Fluss der Formmasse, das Design der Leadframe-Baugruppe sowie die Materialeigenschaften der Formmasse und des Leadframes.Gehäuse wie TSOP und TQFP sind aufgrund ihrer dünnen Leadframes anfällig für Basisverschiebungen und Pin-Verformungen.
3. Verzug
Unter Verzug versteht man die Biegung und Verformung des Gehäuses aus der Ebene heraus.Durch den Formprozess verursachter Verzug kann zu einer Reihe von Zuverlässigkeitsproblemen wie Delaminierung und Spanrissen führen.
Verzug kann auch zu einer Reihe von Herstellungsproblemen führen, beispielsweise bei PBGA-Geräten (Plasticized Ball Grid Array), wo Verzug zu einer schlechten Koplanarität der Lotkugeln führen kann, was zu Platzierungsproblemen beim Reflow des Geräts für die Montage auf einer Leiterplatte führt.
Zu den Verzugsmustern gehören drei Arten von Mustern: nach innen konkav, nach außen konvex und kombiniert.In Halbleiterunternehmen wird konkav manchmal als „Smiley-Gesicht“ und konvex als „Schreigesicht“ bezeichnet.Zu den Hauptursachen für Verzug gehören CTE-Fehlanpassungen und Härtungs-/Kompressionsschrumpfung.Letzteres fand zunächst keine große Beachtung, aber eingehende Untersuchungen ergaben, dass auch die chemische Schrumpfung der Formmasse eine wichtige Rolle bei der Verformung von IC-Geräten spielt, insbesondere bei Gehäusen mit unterschiedlichen Dicken auf der Ober- und Unterseite des Chips.
Während des Härtungs- und Nachhärtungsprozesses erfährt die Formmasse bei hoher Härtungstemperatur eine chemische Schrumpfung, die als „thermochemische Schrumpfung“ bezeichnet wird.Die beim Aushärten auftretende chemische Schrumpfung kann durch eine Erhöhung der Glasübergangstemperatur und eine Verringerung der Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten um Tg verringert werden.
Ein Verzug kann auch durch Faktoren wie die Zusammensetzung der Formmasse, Feuchtigkeit in der Formmasse und die Geometrie der Verpackung verursacht werden.Durch die Kontrolle des Formmaterials und der Formzusammensetzung, der Prozessparameter, der Verpackungsstruktur und der Umgebung vor der Verkapselung kann die Verformung der Verpackung minimiert werden.In manchen Fällen kann ein Verzug durch eine Kapselung der Rückseite der elektronischen Baugruppe ausgeglichen werden.Wenn sich beispielsweise die externen Anschlüsse einer großen Keramikplatine oder einer Mehrschichtplatine auf derselben Seite befinden, kann eine Verkapselung auf der Rückseite die Verformung verringern.
4. Spanbruch
Die beim Verpackungsprozess entstehenden Spannungen können zum Chipbruch führen.Der Verpackungsprozess verschlimmert in der Regel die Mikrorisse, die beim vorherigen Montageprozess entstanden sind.Wafer- oder Chipverdünnung, Rückseitenschleifen und Chipbonden sind alles Schritte, die zur Entstehung von Rissen führen können.
Ein gesprungener, mechanisch defekter Chip führt nicht zwangsläufig zu einem elektrischen Ausfall.Ob ein Chipbruch zu einem sofortigen elektrischen Ausfall des Geräts führt, hängt auch vom Risswachstumspfad ab.Tritt der Riss beispielsweise auf der Rückseite des Chips auf, kann es sein, dass er keine empfindlichen Strukturen beeinträchtigt.
Da Siliziumwafer dünn und spröde sind, ist das Wafer-Level-Packaging anfälliger für Chipbrüche.Daher müssen Prozessparameter wie Klemmdruck und Formübergangsdruck im Transferformverfahren streng kontrolliert werden, um einen Spanbruch zu verhindern.3D-gestapelte Pakete neigen aufgrund des Stapelprozesses zum Bruch der Chips.Zu den Designfaktoren, die den Chipbruch in 3D-Gehäusen beeinflussen, gehören die Struktur des Chipstapels, die Dicke des Substrats, das Formvolumen und die Dicke der Formhülse usw.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Februar 2023