集成电路翘曲及综合热膨胀系数效应与电路板热循环失效模式之相关性

当业界进行集成电路（IC）贴装在电路板（PCB）的可靠性性能测试时，IC供应商以及其第一阶梯客户双方逐渐开始考虑尽量贴近最终应用这个环节，已经形成一个广泛基本要求。再加上IC因三维封装的持续微型化而损及电路板可靠性（BLR）之热循环（TC）性能，进而导致电路板电路连接的稳定性，让检验手法变得更加细致及严格。其中，众所周知的IC微型化的副产品就是导致BGA在电路板热循环（BLR TC）的焊接连接金属疲劳期限被缩短了，比如说，更加微小密集的锡球，更大的芯片对IC比例以及更薄的电路基板等。这些导致了除了检测BLR TC金属疲劳期限变得更严格之外，还进一步细化到检测特定BLR TC的失效模式以及失效位置。另外，减少某些位置的BGA密集度以让位给电路板电路路径也对BLR TC的失效周期以及第一个失效的位置产生影响。

此论文提供了各种IC测试方式的BLR TC失效模式以及失效位置的例子，这些测试方式的设计是寻找上述失效模式以及平面热膨胀系数与水平面翘曲特性的相关性。BLR TC的测试结果会以韦伯分布格式（Weibull Format），伴随着横切面以及染色渗透测试的失效分析数据呈现。

IC的平面热膨胀系数的量测方法是使用数字图像相关技术（Digital Image Correlation – DIC），而在大约同一个温区的水平面翘曲特性量测方法则是使用CoolMoire方式，这是一项影摩尔（Shadow Moire）技术之下的功能，可以将量测样品的温度降到-55°C。数据显示，当知晓了IC的翘曲特性以及热膨胀系数之后，贴装后电路板的热循环测试失效位置，以及小程度上，其相对的性能好坏就可以进一步被了解。实验采用了两种IC，包括了各种尺寸的FC BGA与PBGA。

SMTA 华南高科技技术研讨会议程

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8月26日

8月27日

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Peggy Chen — SMTA行政主任