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《晶圓尺寸級(jí)封裝器件的熱應(yīng)力及翹曲變形》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第28卷第11期電子元件與材料Vol.28No.112009年11月ELECTRONICCOMPONENTSANDMATERIALSNov.2009研究與試制晶圓尺寸級(jí)封裝器件的熱應(yīng)力及翹曲變形牛利剛，楊道國，李功科（桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，廣西桂林541004）摘要:晶圓尺寸級(jí)封裝（WLCSP）器件的尺寸參數(shù)和材料參數(shù)都會(huì)對其可靠性產(chǎn)生影響。使用有限元分析軟件MSCMarc，對EPS/APTOS生產(chǎn)的WLCSP器件在熱循環(huán)條件下的熱應(yīng)力及翹曲變形情況進(jìn)行了模擬，分析了器件中各個(gè)尺寸參數(shù)對其熱應(yīng)力及翹曲變形
2、的影響。結(jié)果表明：芯片厚度、PCB厚度、BCB厚度和上焊盤高度對WLCSP的熱應(yīng)力影響較為明顯。其中，當(dāng)芯片厚度由0.25mm增加到0.60mm時(shí)，熱應(yīng)力增加了21.60MPa；WLCSP的翹曲變形主要受PCB厚度的影響，當(dāng)PCB厚度由1.0mm增加到1.60mm時(shí)，最大翹曲量降低了20%。關(guān)鍵詞:晶圓尺寸級(jí)封裝；熱應(yīng)力；翹曲變形；器件結(jié)構(gòu)尺寸doi:10.3969/j.issn.1001-2028.2009.11.014中圖分類號(hào):TM931文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1001-2028（2009）11-0048-
3、04ResearchonthethermalstressandwarpageofWLCSPdeviceNIULigang,YANGDaoguo,LIGongke(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004,GuangxiZhuangzuZizhiqu,China)Abstract:Thesizesandmaterialparametersofwaferlevelchi
4、pscalepackage(WLCSP)devicewouldhaveaninfluenceonthereliabilityofWLCSP.AWLCSPdeviceofEPS/APTOSwasstudiedbythefiniteelementanalysissoftware.Theresultsshowthatthechipthickness,BCBthickness,theheightofuppadandPCBboardthicknesshaveevidenteffectonthethermalstress.T
5、hethermalstressincreases21.60MPawhenthechipthicknessincreasesfrom0.25mmto0.60mm.AndPCBthicknessinfluencedmainlybythewarpage.ThewarpageofWLCSPdecreasesby20%whenthethicknessincreasesPCBfrom1.0mmto1.6mm.Keywords:WLCSP;thermalstress;warpage;devicestructuresizes晶圓
6、尺寸級(jí)封裝（WLCSP）是在IC電路完成后，其可靠性的比較少，國外的研究主要集中在對直接對晶圓進(jìn)行整體封裝，劃片后即為單個(gè)分立的WLCSP新結(jié)構(gòu)的研發(fā)以及針對性的可靠性測試等方元件，可直接進(jìn)行組裝等后道工序生產(chǎn)。它是一種面。筆者選用半導(dǎo)體商EPS/APTOS的WLCSP器件，真正意義上的芯片尺寸封裝，是一種以BGA技術(shù)為用有限元分析軟件MSCMarc分析其基本的結(jié)構(gòu)尺基礎(chǔ)，經(jīng)過改進(jìn)和提高的CSP，綜合了BGA、CSP寸參數(shù)對其熱應(yīng)力及翹曲變形的影響。的技術(shù)優(yōu)勢。WLCSP使用兩層BCB（苯丙環(huán)丁烯）[2]1熱應(yīng)力
7、分析或PI（聚酰亞胺）作為介質(zhì)層和保護(hù)層，所使用的工藝仍是傳統(tǒng)的金屬沉積、光刻和蝕刻技術(shù)，最后材料具有熱脹冷縮特性，在溫度作用下會(huì)發(fā)生也無需模塑封等，這與IC芯片制作完全兼容，所以，體積變化，產(chǎn)生熱應(yīng)變。當(dāng)結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)變受到約束這種WLCSP在成本、質(zhì)量上明顯優(yōu)于其他CSP的不能自由發(fā)展時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。約束可能是外制作方法，特別是在中、低I/O數(shù)的CSP制作中，界環(huán)境施加的，也可能是由于結(jié)構(gòu)各部分之間線膨[1]WLCSP發(fā)展更具優(yōu)勢。國內(nèi)研究WLCSP材料及脹系數(shù)αl差異引起的。收稿日期：2009-06-11通
8、訊作者：楊道國基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.60666002）作者簡介：楊道國（1963－），男，廣西桂林人，教授，從事微電子封裝與組裝方面的研究，E-mail:d.g.yang@guet.edu.cn；牛利剛（1980－），男，河北邯鄲人，研究生，研究方向?yàn)槲㈦娮臃庋b可靠性，E-mail:gstnlg@yahoo.com.cn。第28卷第11期牛利剛等：晶圓
