在不损坏设备的情况下对CSP执行可靠性鉴定测试

系统小型化,特别是在手机市场,正在推动先进封装技术的发展,以适应薄至6毫米(mm)或更小的产品。不幸的是,传统的环氧树脂塑料封装根本不足以构建这些极薄的智能手机和其他移动设备,因为它们的占地面积比它们容纳的芯片大6倍。 手机和其他手持和可穿戴电子产品的首选解决方案是芯片级封装(CSP),其尺寸与芯片本身相同。CSP使用焊球直接连接到电路板上。不幸的

阅读:29311+ 时间:2024-07-24 源于:93 作者:ccpst 电话:400-9621-929

系统小型化,特别是在手机市场,正在推动先进封装技术的发展,以适应薄至6毫米(mm)或更小的产品。不幸的是,传统的环氧树脂塑料封装根本不足以构建这些极薄的智能手机和其他移动设备,因为它们的占地面积比它们容纳的芯片大6倍。

手机和其他手持和可穿戴电子产品的首选解决方案是芯片级封装(CSP),其尺寸与芯片本身相同。CSP使用焊球直接连接到电路板上。不幸的是,使CSP如此有吸引力的尺寸优势也使它们变得脆弱,在处理过程中容易受到损坏。这就产生了对新方法来鉴定设备的需求,以便了解故障,在故障使可靠性鉴定无效之前对其进行筛选,而不是在旨在筛选故障的过程中引入故障。

手机和其他手持和可穿戴电子产品的首选解决方案是芯片级封装(CSP),其尺寸与芯片本身相同

薄是“进入”,将工业转向更易碎的包装

如今,iPhone 7的智能手机厚度为6.5毫米,而早期的iPhone 4S和iPhone 4分别为8.8毫米和9.5毫米厚。由于电池和屏幕不会缩小,因此必须减小封装和基板的尺寸,以实现这些薄型产品轮廓,这推动了向CSP的转变。

包装越来越小,因此资格认证挑战越来越大。根据研究公司Prismark的Brandon Prior的说法,5S是第一个在50.0mm间距上使用4μm线/空间(L / S)和CSP的移动设备。Prismark预测,到28年,超过0%的CSP和晶圆级CSP(WLCSP)将达到4.2018mm或更小。

高通公司封装工程高级总监Steve Bezuk在2014年2000月的IMAPs器件封装大会上讨论了封装挑战,他说,虽然<>年代后期很少有封装是WLP,但这一类别现在占IC封装的近一半。

与此同时,CSP基板变得越来越薄。服务于制造供应链的SEMI全球行业协会表示,当今领先的CSP基板具有15微米(μm)的线条和空间,并且正在朝着更精细的线条和空间发展,因此它们可以处理≤110μm的精细凸块间距。SEMI在其题为“全球半导体封装材料展望 - 2013-2014”的报告中表示,衬底供应商的目标是5年40μm的线和空间,以及2015μm的通孔直径。该报告称,核心层正在用12μm的线和空间制造,通孔小至50μm,捕获焊盘小至110μm。

这些和相关的趋势继续使CSP越来越难以处理,甚至在资格认证过程之前和期间更容易受到损害。一般来说,CSP可靠性认证过程必须解决四个关键问题:处理;进货和出库质量控制(IQC/OQC);插座;和无偏的压力测试。

处理 – CSP 中暴露的原始和非常脆的硅材料在处理过程中很容易遭受应力开裂。这可能会在硅基体中产生缺陷,从而导致产生的裂纹随着各种鉴定过程的额外应力而扩展。例如,这些和其他动态使得区分由与资格相关的压力测试引起的CSP故障和在处理过程中较早引起的CSP故障变得极其困难。随着消费类智能手机和其他移动设备的大量使用,以及薄型产品配置文件的溢价不断提高,这个问题变得更加具有挑战性。

IQC/OQC – 此过程难以自动化且成本高昂,因此必须由经过适当培训的技术人员通过目视检查来执行。指标通常是一个问题,需要定制规格以优化给定设备的筛选效果。

无偏压力测试 – 无偏压力测试包括预处理湿度敏感性、回流焊、高温储存 (HTS)、温度循环测试 (TMCL) 和高加速压力测试 (uHAST)。这些测试对于非CSP来说相对简单,因为它们更大,质量更大,更不脆弱。但是,如果对CSP使用相同的过程,这通常会导致设备损坏。解决这个问题需要在这些无偏压力测试期间选择保护CSP的解决方案,包括使用载体和其他定制夹具,并提供如何使用它们的培训。

压力测试期间的插座 – 部件不仅必须通过无偏压力测试,还必须通过偏置测试,包括偏置压力测试和偏置可靠性资格测试,其中部件通电并执行。偏置测试可能包括高温工作寿命 (HTOL)、高温循环、早期故障率 (EFR) 和老化。在偏置测试期间,部件通常会进入插座,插座与电路板建立电气连接,作为将这些测试将零件焊接到电路板上的替代方案。这需要使用插座,或者在某些情况下,使用专门设计的子卡。测试的范围可能从高温工作寿命测试到其他测试的偏置版本。这确保了部件在测试后更容易被移除;但是,在不损坏插座的情况下将部件进出插座仍然具有挑战性。

解决问题

应对这些挑战的解决方案是应用a)专业流程的组合,b)载体和其他定制夹具作为插槽和子卡的替代品,在需要时,以及c)涵盖资格认证过程所有方面的操作员培训。

专业流程 – 最重要的是实施 100% 的顶部和底部目视检查,以便在开始压力测试之前筛选出损坏的零件。康派斯与多个客户合作定制了顶部和底部检查规范,重点是如何测量尺寸以优化筛选效果。任何遗漏的设备都会使整个批次失效,因此关键是在将零件置于压力下之前对其进行筛选,以便使用有效的样品量。

插座、子卡和定制夹具的选择 – 对于偏置压力测试,重要的是在插座和越来越多的专门设计的子卡之间做出正确的选择,这需要设计老化和HTOL/HAST板的经验,同时使用插座和子卡方法。对于不需要为部件供电的无偏压力测试,通常需要称为载体的定制夹具。

康派斯设计了一种专利载体,其中包括一个覆盖设备的“礼帽”,以优化处理过程中的保护

康派斯已经试验了各种载体材料和结构,用于在压力测试期间保护CSP,包括带盖的小篮子或覆盖设备的“礼帽”,这样它就不会被碰撞,吹来吹去或以其他方式撞击和损坏。材料对于保护CSP很重要,因为载体也暴露在极端环境条件下。

另一个挑战是创建一个足够大的载体,以便CSP在插入和取出时不会损坏,但又不会太大以至于它可以在内部移动并破裂。每个托架最多可容纳 240 个部件,并且是设备独有的,并且针对 CSP 的正确尺寸进行了定制设计。

操作员培训 – 需要就如何正确执行检查、要查找的缺陷类型以及如何处理零件(如果需要)以尽量减少损坏等问题进行培训。如果在偏置压力测试期间将使用套接字,还需要培训如何将CSP插入套接字并安全地将其删除。

如果实施定制夹具,还需要进行使用培训。任何参与CSP资格认证过程的员工都需要接受培训,最有价值的培训通常是在职培训。康派斯经历了大量的试验和错误,以得出适用于大多数场景的最佳实践,包括开发最有效的筛选流程,载体和其他要素。

CSP 资格鉴定的最佳做法

康派斯已经帮助客户获得CSP资格已有一段时间了,因此建立了许多最佳实践。虽然没有两个挑战是完全相同的,但有一些反复出现的问题必须解决。

例如,一家主要的移动设备芯片供应商在压力测试期间遇到了严重损坏的问题。在多步骤流程中,资格批次在未知点失效,要求客户重新开始。由此产生的延迟尤其成问题,因为在一个发射周期极其敏感的行业中,要达到里程碑的压力。

分析表明,问题起源于上游的装配厂,在那里设备被切块和碰撞。这些设备因零件处理不当而出现裂缝。解决方案是在装配厂对出厂设备进行检查流程,包括 100% 的顶部和底部目视检查。康派斯启动了这个目视检查过程,揭示了装配厂问题的根源。康派斯随后对客户现场的操作员进行了有关要寻找的事物类型的培训,并为持续检查提供了指南。实施这些步骤后,客户现在可以在压力测试开始之前筛选出100%的损坏部件。由于当今多层半导体供应链的动态,解决此类问题变得越来越重要。

在另一个例子中,一家为消费电子设备制造IC的客户在无偏压力测试期间遇到了CSP开裂和气流设备影响造成的碎裂问题。尽管气流非常小,但它导致大约 20% 的测试部件在移动时损坏,使整个筛选批次无效。康派斯设计了一种获得专利的定制夹具,可以正确固定设备,从而从源头上消除问题。

结论

解决 CSP 资格认证挑战需要具有处理各种客户和情况中许多复杂问题的经验。最佳实践需要使用专门的流程,正确选择插座、子卡或定制夹具(包括用于偏置测试插座插入的专用载体),以及训练有素的设备操作员和检测技术人员。通过正确的实施,一个好的批次应该有不到8%的“后果”,确保在复杂的CSP认证过程中的上游或下游的任何时候都不会使任何批次失效。

猜你喜欢换一批

  • 松焦油检测

    康派斯可根据松焦油检测标准出具松焦油检测报告,进行植物松焦油、无味松焦油、松焦油肥皂、松焦油沐浴露、天然松焦油

  • 成分分析

    康派斯凭借优秀的技术与团队,为您提供完整的成分分析检测服务。详情请咨询客服:4009-621-929

  • 电子工业气体检测

    康派斯可根据客户要求提供电子工业气体的检测服务,依据相应检测标准进行硅烷、三氯化硼、硒化氢、砷化氢等等各种电子

  • 原料药蛋白残留分析

    原料药蛋白残留分析 康派斯医药 药品检测服务为您提供专业的原料药蛋白残留分析服务 康派斯医药 药品检测服务为您提供

  • 拉伸油检测

    康派斯油品检测中心可提供拉伸油检测服务,包括冲压拉伸油,金属拉伸油,挥发拉伸油,水基拉伸油等。可提供拉伸油成分

  • 化妆品安全评估报告完整版与简化版区别

    根据《技术导则》,当前除了在原料端需要解决原料毒理学信息(可采用的证据类型不包括本企业的历史使用浓度和化妆品监

  • 球囊扩张导管注册检测

    球囊扩张导管注册检测 助力球囊扩张导管产品合规,鉴证质量安全 可覆盖的检测服务范围有:生物学评价、灭菌验证、无菌

  • 硅油检测

    硅油哪里能检测?硅油检测报告去哪里办?康派斯油品检测中心可提供硅油质量检测报告办理服务,康派斯是拥有正规的油品

  • 排污许可证申办代办

    康派斯检测生态环境保护部,可提供专业的排污许可证办理服务,保证每个企业能够顺利通过排污许可证申请,省时省力,拿

  • 防锈油检测

    防锈油,是一款外观呈红褐色具有防锈功能的油溶剂,由油溶性缓蚀剂、基础油和辅助添加剂等组成。康派斯油品检测中心可

  • 护肤品检测与分析

    康派斯日化用品检测中心可对各类护肤品进行检测,包括洁面乳,爽肤水,眼霜,隔离霜,卸妆油,面膜等,检测项目包括成

  • 乳化油检测

    乳化油是以稳定状态存在(不上浮,不凝聚)的微小油粒,属于金属切削油的一类。作用以冷却为主,润滑为次,用于车制、

  • 细胞鉴别检测

    细胞鉴别检测 生物制品生产用及检定用细胞的鉴别服务 康派斯检测按照各国药典和相关法规要求,为您提供生物制品生产用

  • 天然气检测

    康派斯为您提供天然气检测,天然气主要用途是作燃料,可制造炭黑、化学药品和液化石油气,由天然气生产的丙烷、丁烷是

  • 测试服务

    康派斯拥有CMA资质,用最优质的服务为您提供轻工制造测试服务。详情请咨询客服:4009-621-929


咨询
电话
留言
微信
售前咨询

售前电话咨询

400-9621-929

售后咨询

售后服务热线

029-88452780

预约专家 请专家与您联系
专业工程师服务,2小时拿方案
康派斯检测集团微信二维码

扫一扫 微信号:15529346814