| 2002/1/31
第38号 エレショー技報 （有）安部実装技術研究所 ================================================================= 内容 ■遊星式撹拌・脱泡装置クラボウマゼルスター ■工程短縮アンダーフィル材（圧接型） ■海外SMT技術情報 「有機基材上に実装したFCの信頼性」 ================================================================= 広報担当者または営業担当者の方にもご転送ください。 eleshow出展社は今後、無料で随時「エレショー技報」に広告を掲載出来 ます。新製品の紹介等を瞬時に送れるシステムを社内に構築したのと同じ 効果があります。ぜひ、この新しい宣伝方法の威力を実感してください。 詳しくは www.eleshow.com/ の表紙左側の「出展について」をご覧下さ い。 ================================================================== ■「遊星式撹拌・脱泡装置クラボウマゼルスター」 倉敷紡績（株） 撹拌羽根・棒を使用しないで、撹拌と脱泡を同時に処理する、自公転方式 のミキサーです。公転と自転が独立可変で、公転／自転比の幅も広いので、 撹拌力／脱泡力の調整ができるだけでなく、フィラーの均一分散や処理温 度の調整等、プロ好みの運転が可能です。エポキシ・シリコン樹脂等の化 学材料や銀・カーボン・セラミック等の電機部材用ペースト、各種特殊イ ンキ等々、様々なペーストやスラリーの処理に最適です。処理量に合わせ てラインナップを取り揃えており、最大機種は5kg×2カップのKK-5000、 卓上小型機種のKK-50Sも今春新発売します。 詳細は、www.eleshow.com/ の2-1-51 をご覧下さい。 ================================================================== ■工程短縮アンダーフィル材（圧接型） サンスター技研（株） -RD-0205- 生産性を考慮した圧接型のアンダーフィル材です。各種鉛フリーはんだ に対応でき、ポストキュアー工程を省いたより機能性を高めた材料設計に なっています。信頼性を損なうことなくはんだ接合とアンダーフィル材硬 化を同時に行い、非常に高いボイド・フリー性を有します。 ＜用途＞ 1.FC用封止材 2.セカンダリー・アンダーフィル材 詳細は、www.eleshow.com/ の5-5-14をご覧下さい。 ================================================================== ■海外SMT技術情報 「有機基材上に実装したFCの信頼性」 要 旨 BGA有機基材へのFC使用が、新用途のため使われることが多い。FCPBGAの増 加は、電気的性能の利点、基板占有面積、実装の容易さ、優れた信頼性など で説明される。最先端のパッケージは、より大きい寸法とより多いバンプ数 を持っている。本報は、フッ素樹脂基材を使うASIC（特定用途集積回路）ユ ーザーへ、可能性予備調査を報告する。 有機BGA製造問題は、アンダーフィル（UF）・はんだ付け性・パッケージの コプラナリティ（平坦性）・信頼性などを含んでいる。ここでは信頼性のあ るFC接合と最小の反りを確保する実装技術、基材技術を説明する。また既知 の故障モデルを概観する。3Mの試験基板は40mm口、1521パッドBGAに11×2mm のダイを搭載したものである。実装したパッケージを温度サイクルで評価し た。UFのフィラー含量およびアンダーフィルシールフィレットの有無の影響 を検討した。断面解析とCSAM（C-mode Scanning Acoustic Microscopy）分 析を行った。 序 言 有機・高密度・ミクロビアFCパッケージは、高性能でローコストへの解答で ある。3Mが特許権を持ち、Microlam絶縁材をベースとするVia on Chip Pitch(VCP)FC基材はその一つの解答である。これらの基材はASICや電信用ス イッチデバイスとして使用されている。 有機FCパッケージの第一レベル（ICをパッケージへ）接続には、信頼性につ いて問題が残っている。高密度で大きいダイの場合、パッケージ有機絶縁基 材とIC間の熱膨張率（CTE）不一致が信頼性試験や使用中、応力を発生しパ ッケージの故障を起こす可能性がある。 CTE不一致による応力は、ダイがはんだ付けされ、アンダフィル（UF）さ れ、BGAにはんだボールが接続され、組立てられたパッケージで明白になる。 UFはFCのはんだ接合部の歪を減少させる。熱・機械的曝露は、IC回りの故障 をさせる。それらははんだ疲労だけでなく、ダイ貫通フラック、ダイ面内ク ラックおよびUF剥がれを含んでいる。UF剥がれが起きる場合は、UF〜基材界 面ではなく、UF〜ダイ界面に発生する。最近UFの接着力と機械的性質の改良 が、大面積の有機FCパッケージの信頼性を大きく改善した。 多くのUF材料は55〜75％のフィラーを含んでいる。伝統的にUFのCTEははん だ疲労を防ぐため、はんだのCTE（約25ppm）にすべきだと考えられてきた。 しかしながら、より低いフィラー含量（＝高熱膨張率）で良い結果が得られ た。多分温度変化の間、パッケージ中に生ずる複雑な複合的曲げやせん断が はんだの疲労予測をより不確実にするのであろう。基材とUF構造内で生ずる 局部的しなやかさが、従来のモデル予測よりもFCはんだ接合を永続させるの かもしれない。 試験パッケージと実装 ・ダイ：12.0×10.6mm、厚さ0.625mm、バンプ共晶錫/鉛はんだ ピッチ 240μ バンプ898ヶ、外辺に6列、デージー鎖5組、パッシベーション 樹脂はBCB使用 ・基材：40×40mm、厚さ0.5mm、7層VCP（図1）バッドの表面仕上、無電解 Ni5μ、 浸漬金0.05μ、はんだコート ・補強剤：銅板、厚さ0.625mm、Ni/Auメッキ 17.64mm口を切り出して基材に接着。 ・UF材料：実績のある樹脂、フィラー20、40、55％、物性表1 表1、図1、3（省略） ・UFフィレット：モデル解析では最少量のフィレットがダイ外周にできる ようUFを吐出すると故障発生を抑制する。全てダイの一辺に吐出、半数 のサンプルでは残りの3辺にもシールフィレットが形成されていた。 ・パッケージ：UF材料3種、各々UFフィレット有/無、各35ヶ、総計210ヶを 標準プロセスで組立てた。 ベーキング（基材乾燥のため） 125℃4Hr バンプ付ダイへ無洗浄用フラックス厚さ37μ塗布後ダイ搭載 リフロー(ダイのはんだ付) ピーク温度240℃、窒素気流下 ・検 査：5組のデージー鎖の連続を電気的にチェックした。 ・UF：酸素プラズマに5分間曝露、UF注入時パッケージ温度80℃ 150℃60分硬化、はじめ低温で15〜30分キュアするとパッケージの反り、 ダイクラックが減少したが、問題を故意に明瞭にするため、この低温で の低応力硬化は採用しなかった。 ・BGAリフロー（母基板への実装を想定）：ピーク温度225℃ 普通の応用ではUF後、ダイはカバー板で保護されるが、CSAM測定のためカ バーを付けていない。これは最小フィレットの試料で、UFは上辺に沿って 吐出された。図3はFCはんだ接合断面をSEM（走査型電子顕微鏡）で撮影し た像である、ダイと基材の両面ともよくぬれており、均一なはんだ層が明 確に観察される。フィラーの凝集は最少で、UFはバンプに良く接着してい る。無洗浄フラックス残渣が僅かに見られる。 実 験 パッケージの故障は、FCバンプ網の4点電気抵抗上昇で決定した。試料の数 が多いので、連続監視は行わず、熱衝撃テストを中断して室温で測定した。 ワイブル累積故障プロットから特性寿命と形状指数を求めた。 より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2002. 1.31号をご覧下さい。図表入りで詳しく書いてあります。 また、全文をお読みになりたい方は、10月16日に発刊しました「2001最新 海外FC/CSP実装技術」をお求めください。（A4版100頁\48,000) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ■本メールの配信をご希望の方がいらっしゃいましたら、「エレショー技 報配信希望」と記入し、E-mailアドレス、TEL、FAX番号、会社名、氏名を ご記入の上、E-mail anbe@anbesmt.co.jp までご連絡ください。（何名 様でも結構です） ■登録削除方法 以後ご不要の場合は、お手数をお掛けしますが本メールをご返送下さい。 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 発行:（有）安部実装技術研究所 編集長：安部 可伸 TEL +81-(0)45-922-6070 E-mail anbe@anbesmt.co.jp -━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Copyright(C)1999-2000 ANBE SOLDERING TECHNOLOGIES Ltd. 許可無く転載することを禁じます。 |