摘要 在高温和大电流条件下测试了晶圆级芯片规模封装 (WLCSP) 组件。在焊料/凸块下金属化 (UBM) 界面处观察到电迁移损坏以及加速扩散和金属间化合物生长。最终电气故障通常是由于 UBM 附近的再分布线 (RDL) 中产生空隙而发生的。温度升高、电流密度增加和 RDL 走线宽度减小会导致故障率增加。Ni UBM 焊盘和 Cu 柱结构的性能均优于 Cu UBM 焊盘。根据实验数据和其他已发表数据开发了基于 Black 方程的故障模型。然后使用该模型根据代表性现场使用条件制定加速测试和鉴定测试的推荐指南。关键词:WLCSP、电迁移。引言由于 WLCSP 外形小巧,已成为便携式产品应用中使用的 RF 降压转换器、相机闪光灯驱动器、背光驱动器和模拟开关等设备的流行封装。这些器件需要通过 BGA 焊点传输高达 2A 或更高的电流。由于电迁移导致的现场故障是限制给定器件最大额定电流的一个潜在因素。倒装芯片和 WLCSP 焊点中的电迁移故障是由于高电流密度驱动的扩散和金属间化合物反应在高温下加速而发生的 [1-34]。这些影响会产生空洞,这些空洞会随着时间的推移而打开和增长。随着空洞尺寸的增加,通过焊点的电阻会增加,最终出现开路。在大多数电迁移研究中,使用电流密度和温度的测试矩阵来比较设计或材料变量。测试通常会持续到给定支路中至少一半的单元发生故障,以便数据可以拟合对数正态分布或威布尔分布。一个典型目标是确定故障预测模型的常数,例如 Black 方程 [27]。
– 将引线框架的接触点移动到无限平面 – 将引线框架与细间距 pogo 技术相结合 – 减少引线框架特征以匹配凸块间距 – 减少引线框架力以限制晶圆凸块上的接触标记 – 限制擦洗以确保无球剪切
I.简介 板级可靠性测试 (BLRT) 也称为互连可靠性测试。这是一种用于评估将 IC 封装安装到印刷电路板 (PB) 后各种电子封装(例如 IC 和区域阵列封装 (BGA、CSP、WLCSP 等)的焊料连接质量和可靠性的方法。热循环测试期间焊点的可靠性是一个关键问题。BLRT 所需的典型热循环条件为 -40°C 至 +125°C。[1,2] 这是为了确保在极端工作条件下的可靠封装性能。BLRT 的当前趋势是进行环境和机械冲击测试的组合,以确保组件在现场能够生存。在大多数情况下,这些是用户定义的测试,具有指定的验收标准,供应商必须在制造发布之前满足这些标准。本文介绍了通过 BLRT 测试对晶圆级芯片规模封装 (WLCSP) 射频开关进行的测试,并回顾了过程控制、测试结果、故障模式和经验教训。II.WLCSP 封装和组装工艺流程概述 WLCSP 封装组装包括晶圆探针、晶圆凸块、背面研磨、激光标记、晶圆锯、分割和芯片卷带。由于 IC 凸块为 200 微米,间距为 400-500 微米,因此这些封装未安装在中介层上或进行包覆成型,而是直接进行表面贴装。图 1 和图 2 显示了 WLCSP 封装的顶视图和后视图。
(1)在现有12英寸WLCSP(晶圆级芯片规模封装)、焊料凸块、Cu-pillar等工艺基础上,建设8英寸WLCSP产线。(2)深入研究硅光封测技术。(3)加强晶圆级后端芯片加工服务(DPS)能力。(4)提升WLCSP综合服务技术和能力。(5)改进升级新一代射频集成电路自动测试设备并投入量产。(6)开发高水平5G AI SoC、5G手机相关IC、Wi-Fi6/6E/7相关IC等相关测试技术并投入量产。(7)成功提升相关测试设备自制率。(8)升级扩充设备以适应AI、高端芯片制造等需求。
• 供需 • 最终用户应用和关键增长动力/领域 • 工艺技术 • 设备应用组合 • 生产、资本支出、收入和封装 ASP • 3D 堆叠封装包括逻辑和 DRAM 晶圆:3D 堆叠封装包括 HBM、3DS DRAM、3D NAND、3D SoC/SoIC、3D 堆叠 CMOS 图像传感器 • 收入和 ASP 仅反映封装。不包括最终测试。 • **RF-SiP 封装中使用的 WLCSP 组件不包含在 WLCSP 类别中 - 这将在监视器的未来更新中提供 • SiP 封装级市场规模正在确定,不包括 SiP 晶圆级市场。
• Supply and demand • End-user applications and key growth drivers/areas • Process technologies • Device application mix • Production, CapEx, revenue and package ASP • 3D stacked package includes Logic & DRAM wafers: 3D Stacked package includes HBM, 3DS DRAM, 3D NAND, 3D SoC/SoIC, 3D stacked CMOS Image Sensors • Revenue & ASPs reflect packaging only.不包括最终测试。•** RF-SIP软件包中使用的WLCSP组件不包含在WLCSP类别中 - 这将在未来的Monitor更新中提供•SIP软件包级市场的大小,不包括SIP WAFER级市场。
■ 工作温度和封装 ● Ta = -40℃ 至 +85℃ – 64 引脚 LQFP(14 mm × 14 mm,间距 0.8 mm) – 64 引脚 LQFP(10 mm × 10 mm,间距 0.5 mm) – 64 引脚 BGA(4 mm × 4 mm,间距 0.4 mm) – 48 引脚 LQFP(7 mm × 7 mm,间距 0.5 mm) – 48 引脚 HWQFN(7 mm × 7 mm,间距 0.5 mm) – 36 引脚 LGA(4 mm × 4 mm,间距 0.5 mm) – 32 引脚 LQFP(7 mm × 7 mm,间距 0.8 mm) – 32 引脚 HWQFN(5 mm × 5 mm,间距 0.5 mm) – 25 引脚 WLCSP(2.14 mm × 2.27 mm,0.4 mm 间距) ● Ta = -40℃ 至 +105℃ – 64 引脚 LQFP(14 mm × 14 mm,0.8 mm 间距) – 64 引脚 LQFP(10 mm × 10 mm,0.5 mm 间距) – 64 引脚 BGA(4 mm × 4 mm,0.4 mm 间距) – 48 引脚 LQFP(7 mm × 7 mm,0.5 mm 间距) – 48 引脚 HWQFN(7 mm × 7 mm,0.5 mm 间距) – 36 引脚 LGA(4 mm × 4 mm,0.5 mm 间距) – 32 引脚 LQFP(7 mm × 7 mm,0.8 mm 间距) – 32 引脚 HWQFN(5 mm × 5 mm,0.5 mm 间距) – 25 引脚 WLCSP(2.14 mm × 2.27 mm,0.4 mm 间距)
摘要:焊接关节疲劳是球网阵列包装中的关键故障模式之一。由于可靠性测试是耗时的,并且需要物理驱动模型的几何/材料非线性,因此开发了AI辅助模拟框架以建立针对设计和过程参数的风险估计能力。由于焊接关节疲劳失败的时间依赖性和非线性特征,该研究遵循AI辅助模拟框架,并构建了非序列的人工神经网络(ANN)和顺序的经常性神经网络(RNN)体系结构。都研究了两者,以了解他们从数据集中提取时间相关的焊料关节疲劳知识的能力。此外,本研究应用了遗传算法(GA)优化,以减少最初猜测的影响,包括神经网络体系结构的权重和偏差。在这项研究中,开发了两个GA优化器,包括“背对派”和“进展”。此外,我们将主成分分析(PCA)应用于GA优化结果以获得PCA基因。在GA优化的PCA基因下,所有神经网络模型的预测误差均在0.15%以内。没有明确的统计证据表明,当应用GA优化器用于最大程度地降低初始AI模型的影响时,RNN在晶圆级芯片式包装(WLCSP)中的芯片式包装(WLCSP)焊接可靠性风险估计均优于ANN。因此,即使焊接疲劳是时间依赖于时间依赖的机械行为,但具有更快的训练速度的ANN模型可以实现具有广泛设计域的稳定优化。
-4.0V 至 -6.5V(100mV/Step)驱动能力高达 120mA ±1.5% 输出电压精度 出色的线路调整率 轻载时具有 PFM 模式的开关电容 适用于轻载的高级省电模式 可编程有源放电 支持 I2C 兼容接口 集成补偿和反馈电路 1uA 关断电源电流 升压电流模式操作 逐周期电流限制 内部软启动可防止浪涌电流 欠压锁定 过温保护 1.4MHz 固定开关频率 专有的开关损耗降低技术 小解决方案尺寸 符合 RoHS 和绿色标准 节省空间的 15 球 WLCSP(1.17mm x 1.97mm)封装 -40 ℃ 至 +85 ℃ 温度范围
方法,具有不同的I/O密度,I/O音高取决于目标应用程序的要求,性能和成本(图1)。在我们最近的报告[1]中,我们将以下内容视为AP平台:扇形(FO)包装,晶圆级芯片尺度包装(WLCSP),F Lip-Chip Ball-Grid阵列(FCBGA),FLIP-CHIP CSP(FCCSP),系统内部包装(SIP)和2.5D/3D的包装,包括(CMOS)使用混合键,高带宽内存(HBM),3D堆叠的动态随机访问存储器(DRAM)(3DS),3D System-on-Chip(3D-Soc),3D NAND,SI Interposers和嵌入式SI Bridges的图像传感器(CIS)。AP的重要性不能被夸大,尤其是在新兴技术和应用的背景下。以下各节列出了助长对AP的主要驱动因素。