Applicability of SnPb-bumped flip chip to volume production

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark V80

Authors

Date

2000

Department

Materiaali- ja kalliotekniikan osasto

Major/Subject

Elektroniikan valmistustekniikka

Mcode

S-113

Degree programme

Language

en

Pages

104

Series

Abstract

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia kääntösiruprosessia, löytää sen tärkeimmät parametrit sekä saada selville tuotantolaitteiston kyvykkyys. Teoriaosassa käsiteltiin erityisesti kääntösiruprosessissa käytettyjä materiaaleja, itse prosessia ja mahdollisia kääntösirujen vikaantumismekanismeja. Kokeellisessa osassa SnPb-nystytettyjä kääntösiruja ladottiin käyttäen fluksaavaa alustäytettä. Ensimmäiset näytteet testattiin luotettavuustesteissä. Toisissa näytteissä esiintyneiden vikojen syitä analysoitiin ja lopuksi tehtyjen ladontakokeiden perusteella valittiin prosessointiparametrit jatkokokeisiin. Kääntösiruprosessissa, jossa käytetään fluksaavaa alustäytettä, on paljon muuttujia. Alustäytteen määrä täytyy pystyä kontrolloimaan hyvin. Ladontanopeudella ja viiveajalla voidaan vaikuttaa siihen, kuinka alustäytemateriaali virtaa sirun alta. Erityisesti pientä ladontavoimaa käytettäessä nystyjen korkeusvaihtelun on oltava riittävän pieni. Reflow-profiili on vaikea optimoida, sillä fluksaavan alustäytteen täytyy aktivoitua, mutta se ei saa kovettua ennen kuin juotenystyt ovat sulaneet ja muodostaneet juoteliitoksen. Muutoin saattaa muodostua avoimia liitoksia joko sen vuoksi, että alustäytettä kovettuu ennenaikaisesti liitosalueen ja nystyn väliin, tai koska fluksaus ei ole riittävää. On erittäin tärkeää, että nystyjen koostumus on oikea, sillä fluksaavat alustäytteet on suunniteltu toimimaan tietyssä lämpötilassa sulavien nystyjen kanssa. Huokosten muodostuminen on tyypillinen ongelma käytettäessä fluksaavia alustäytteitä. Huokosia pitää kuitenkin välttää, sillä huomattiin, että juotetta oli tunkeutunut nystyjen välissä oleviin huokosiin todennäköisesti luotettavuustestien aikana. Tämä saattaa aiheuttaa oikosulkuja. Suuri osa kokeiden aikana esiintyneistä ongelmista liittyi materiaaleihin. Kaupallisia fluksaavia alustäytteitä ei juurikaan ole saatavilla, vaan lähes kaikki fluksaavat alustäytemateriaalit ovat prototyyppejä, joista kehitetään jatkuvasti uusia muunnoksia. Oli myöskin vaikeaa saada kääntösiruja, joissa on riittävän pieni nystyjen korkeus- ja koostumusvaihtelu. Ongelmista huolimatta onnistuttiin valmistamaan myös toimivia kokoonpanoja ja voidaankin todeta, että tuotantolaitteet kykenevät kääntösiruprosessiin 250 µm:n jakovälillä. Tämän työn tuloksia käytetään hyväksi prosessin jatkokehityksessä.

Description

Supervisor

Kivilahti, Jorma

Thesis advisor

Määttänen, Jarmo

Keywords

flip chip, kääntösiru, underfill, alustäyte, no-flow underfill, fluksaava alustäyte, reliability, luotettavuus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120447302

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK