포장 결함에는 주로 납 변형, 베이스 오프셋, 뒤틀림, 칩 파손, 박리, 공극, 고르지 못한 포장, 버, 이물질 및 불완전한 경화 등이 포함됩니다.
1. 리드 변형
리드 변형은 일반적으로 플라스틱 밀봉재의 흐름 중에 발생하는 리드 변위 또는 변형을 의미하며, 일반적으로 최대 측면 리드 변위 x와 리드 길이 L 사이의 비율 x/L로 표시됩니다. 리드 굽힘은 전기 단락으로 이어질 수 있습니다(특히 고밀도 I/O 장치 패키지).때로는 굽힘으로 인해 발생하는 응력으로 인해 접착 지점이 갈라지거나 접착 강도가 감소할 수 있습니다.
리드 본딩에 영향을 미치는 요소에는 패키지 디자인, 리드 레이아웃, 리드 재료 및 크기, 성형 플라스틱 특성, 리드 본딩 프로세스 및 패키징 프로세스가 포함됩니다.리드 굽힘에 영향을 미치는 리드 매개변수에는 리드 직경, 리드 길이, 리드 파손 하중 및 리드 밀도 등이 포함됩니다.
2. 베이스 오프셋
베이스 오프셋이란 칩을 지지하는 캐리어(칩 베이스)의 변형 및 오프셋을 말합니다.
베이스 이동에 영향을 미치는 요소로는 몰딩 컴파운드의 흐름, 리드프레임 어셈블리 설계, 몰딩 컴파운드와 리드프레임의 재료 특성 등이 있습니다.TSOP 및 TQFP와 같은 패키지는 얇은 리드프레임으로 인해 베이스 이동 및 핀 변형에 취약합니다.
3. 뒤틀림
뒤틀림은 패키지 장치의 면외 굽힘 및 변형입니다.성형 공정으로 인한 변형은 박리 및 칩 균열과 같은 여러 가지 신뢰성 문제를 초래할 수 있습니다.
뒤틀림은 또한 PBGA(가소성 볼 그리드 어레이) 장치에서와 같이 다양한 제조 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 장치에서는 뒤틀림으로 인해 솔더 볼 동일 평면성이 저하되어 인쇄 회로 기판에 조립하기 위해 장치를 리플로우하는 동안 배치 문제가 발생할 수 있습니다.
변형 패턴에는 내부 오목형, 외부 볼록형 및 결합형의 세 가지 유형의 패턴이 포함됩니다.반도체 회사에서는 오목한 얼굴을 '웃는 얼굴', 볼록한 얼굴을 '울음 얼굴'이라고 부르기도 합니다.변형의 주요 원인에는 CTE 불일치 및 경화/압축 수축이 포함됩니다.후자는 처음에는 큰 주목을 받지 못했지만, 심층 연구를 통해 몰딩 화합물의 화학적 수축도 특히 칩 상단과 하단의 두께가 다른 패키지에서 IC 장치 휘어짐에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다.
경화 및 후경화 과정에서 성형 화합물은 높은 경화 온도에서 화학적 수축을 겪게 되는데, 이를 "열화학적 수축"이라고 합니다.경화 중에 발생하는 화학적 수축은 유리 전이 온도를 높이고 Tg 주변의 열팽창 계수 변화를 줄임으로써 줄일 수 있습니다.
뒤틀림은 몰딩 컴파운드의 구성, 몰딩 컴파운드의 습기, 패키지의 기하학적 구조와 같은 요인에 의해서도 발생할 수 있습니다.성형 재료 및 구성, 공정 매개변수, 패키지 구조 및 사전 캡슐화 환경을 제어함으로써 패키지 변형을 최소화할 수 있습니다.어떤 경우에는 전자 어셈블리의 뒷면을 캡슐화하여 뒤틀림을 보상할 수 있습니다.예를 들어, 대형 세라믹 기판이나 다층 기판의 외부 연결부가 같은 면에 있는 경우 뒷면에 캡슐화하면 뒤틀림을 줄일 수 있습니다.
4. 칩 파손
패키징 공정에서 발생하는 응력으로 인해 칩이 파손될 수 있습니다.일반적으로 포장 공정은 이전 조립 공정에서 형성된 미세 균열을 악화시킵니다.웨이퍼나 칩의 박화, 후면 연삭, 칩 본딩 등은 모두 균열이 발생할 수 있는 단계입니다.
금이 가고 기계적으로 고장난 칩이 반드시 전기적 고장으로 이어지는 것은 아닙니다.칩 파열로 인해 장치의 순간적인 전기적 고장이 발생하는지 여부도 균열 성장 경로에 따라 달라집니다.예를 들어, 칩 뒷면에 균열이 나타나면 민감한 구조에는 영향을 미치지 않을 수 있습니다.
실리콘 웨이퍼는 얇고 부서지기 쉬우므로 웨이퍼 레벨 패키징은 칩 파열에 더 취약합니다.따라서 트랜스퍼 성형 공정에서 클램핑 압력, 성형 전이 압력과 같은 공정 변수를 엄격하게 제어하여 칩 파열을 방지해야 합니다.3D 적층 패키지는 적층 공정으로 인해 칩이 파손되기 쉽습니다.3D 패키지의 칩 파열에 영향을 미치는 설계 요소로는 칩 스택 구조, 기판 두께, 몰딩량, 몰드 슬리브 두께 등이 있습니다.
게시 시간: 2023년 2월 15일