BGA封裝器件翹曲變形和測試工藝的優(yōu)化.pdf

1、論文的研究目標(biāo)是探討B(tài)GA封裝形式的產(chǎn)品的翹曲形變和在測試環(huán)境中受到工藝中針對翹曲變化的優(yōu)化。BGA封裝形式是大規(guī)模集成電路,如中央處理器的封裝形式之一。相對于類似的PGA和LGA封裝形式,優(yōu)勢在于更輕薄。市場對便攜產(chǎn)品的要求在不斷提高,將BGA封裝形式的產(chǎn)品做的更輕薄是提高產(chǎn)品市場競爭力的重要手段之一。而BGA封裝相當(dāng)于PGA和LGA產(chǎn)品,其最終的工藝流程是將產(chǎn)品以reflow的方式焊接在電路板上以完成引腳的互連。為了保證焊接的可靠性

2、,BGA產(chǎn)品在reflow是怎樣的翹曲形變,是非常關(guān)鍵的?；趯嶋H的生產(chǎn)制造情況,在測試工藝結(jié)束后,有發(fā)生過40％到50％的產(chǎn)品被報廢,因為不能達到相應(yīng)的翹曲形變的要求。而翹曲形變在測試之前是可以符合reflow的要求的,看來測試工藝和翹曲形變的關(guān)系必須考慮在半導(dǎo)體制造工藝中的。
　　將實際的產(chǎn)品作為實驗的對象,是可以得到目標(biāo)結(jié)果的。但是實際產(chǎn)品作為實驗材料有2個缺陷,第一,實際產(chǎn)品作為實驗材料是有限的,每一個實際的產(chǎn)品至少都包括

3、原材料的價值和前端工序的加工成本。第二,實際產(chǎn)品作為實驗材料,在時間上有必要的等待成本,勢必對總體論文的進度有著影響。所以,該論文將實驗的部分交給模擬軟件來完成相應(yīng)的驗證。在半導(dǎo)體生產(chǎn)制造領(lǐng)域中使用ANSYS模擬軟件來模擬試驗,最終優(yōu)化工藝流程,是創(chuàng)新的,也是有實際的價值的。在理論研究方面,ANSYS提供了一個仿真的平臺,可以可視化的分析在特定條件下的受力情況,將材料力學(xué)和實際的測試工藝結(jié)合在一起。在實際實際應(yīng)用中,基于ANSYS的模擬

4、,可以節(jié)省實際模擬的物理資源,可以通過參數(shù)的修改,再運算,模擬出下一個測試條件下的產(chǎn)品應(yīng)力分析。如果使用實際的資源,則需要測試產(chǎn)品的材料的再次準(zhǔn)備,測試條件參數(shù)在測試機臺上的再次調(diào)整,所耗費的人力,物力將是巨大的。
　　本論文的研究流程如下,基于材料力學(xué)和實際BGA產(chǎn)品的特性綜合分析,用ANSYS模擬對于不同的BGA產(chǎn)品設(shè)計變化的影響。1.BGA產(chǎn)品基片減薄。2.Die減薄以達到更輕薄的產(chǎn)品。3.Die面積變大以同樣的封裝尺寸包含

5、更多功能的產(chǎn)品。4.多個Die取代一個Die,等幾種因素對翹曲變化的影響。基于測試工程師的工作經(jīng)驗,從測試工藝上考慮可以優(yōu)化的地方,例如可以考慮的變化如,1.將測試過程中的應(yīng)力分時間,逐步增加在產(chǎn)品上面。2.將測試過程中和基片接觸的應(yīng)力區(qū)域增加或者減少。
　　該研究工作的目標(biāo)了解測試工藝對BGA產(chǎn)品翹曲變形的影響,在了解到翹曲變形的主要因素的基礎(chǔ)上,嘗試優(yōu)化測試工藝,最終以優(yōu)化測試工藝來減少BGA產(chǎn)品的翹曲形變,以優(yōu)化產(chǎn)品合格率。