摘要:传塑封装微电子器件在回流焊时的可靠性是微电子行业内最关心的问题之一。当一个具有不良可靠性的微电子器件通过红外回流焊接炉最终被焊接在印刷线路板上时,就会发生诸如裂纹、脱层、鼓胀等致命缺陷。长期以来“水汽作用”理论认为造成回流焊失效的原因是:处于潮湿环境中的封装材料-模制化合物从空气中吸收水汽并且水汽沿着塑封体以及塑封体与引脚的界面向内扩散;当回流焊时在快速加热引起的热应力的作用下水汽膨胀而引起器件的失效。于是回流焊前的预烘干成为防止失效的重要手段。本文的作者是一位传塑封装工程师,在多年的工作经历中遇到了“预烘干”也不能避免回流焊失效的一些生产案例,但是用“结构强度”的观点去改进结构的方法却十分有效。因此,作者认为“水汽理论”可能是人类认识上的一个“误区”,而决定传塑封装微电子器件回流焊可靠性的真正首要因素是“结构强度”。 关键词:传塑封装微电子器件;红外回流焊;可靠性;失效;水汽作用;结构强度 1. 前言 传塑封装微电子器件在回流焊时的可靠性是微电子行业内最关心的问题之一。当一个具有不良可靠性的微电子器件通过红外回流焊接炉(IR)最终被焊接在印刷线路板(PCB)上时,就会发生诸如裂纹、脱层、鼓胀等致命缺陷。这不仅导致器件本身的损坏,而且使表面安装技术(SMT)的效率大大降低。从事电子器件研究和生产的工程师们为了改进电子器件的可靠性已经做了大量工作。究竟什么是决定电子器件可靠性的首要因素呢?众所周知,作为塑封材料的聚合物,例如环氧树脂模制化合物等,当暴露在潮湿环境中时具有强的水汽吸收性[1-4]。因此,多年以来盛行的“水汽作用”理论认为,那些致命缺陷的形成是由于传塑封装工艺中已经固化的聚合物(塑封体)从空气中吸收有水汽;当其在IR炉内快速加热的作用下水汽发生膨胀而引起塑封体内致命的缺陷。因此,过IR炉前的长期预烘干(一般是24小时)成了保证器件可靠性的主要方法。为了烘干,我们必须延长生产周期,开动大量的烘干设备和消耗大量的电能和人力。即使如此,这种方法在生产中仍然常常遇到难以克服的困难,上述的致命缺陷随时可能发生。因此,这种改进器件回流焊可靠性的“水汽作用”理论本身就是不可靠的。 本文作者是一位从事微电子器件传塑封装工艺多年的高级工程师。在从业的初期,我也相信“水汽作用”理论,并在操作中严格执行预烘干程序。但是后来由于生产中的几个失效
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