2002/5/13 第43号
エレショー技報              (有)安部実装技術研究所
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内容
■FOUPに特化したウエーハ・キャリヤ洗浄装置   
■海外SMT技術情報 
  「PBGAの高温リフロー&接合寿命を改善する材料の評価」 
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■FOUPに特化したウエーハ・キャリヤ洗浄装置
                          テクノビジョン

各種のウエーハ・キャリヤのうちFOUP(front open unified pod)に特化
した洗浄装置「TFC−802」をテクノビジョンが開発,2002年4月から量産
対応を開始した。価格は3500万〜4000万円である。
これまでの200mmウエーハではオープン・カセットや「SMIF」ボックスなど
が並存し,手洗いや簡単な洗浄装置が使われていた。しかし,300mmウエー
ハではFOUPに統一される方向であり,クラス1という高いクリーン度が要求
される。さらにFOUPは開閉機構を持つ複雑な構造のため,可動部分などに洗
浄液が入り込んで実用的な時間内に乾燥できないといった問題が起きやすか
った。今回の装置ではFOUP専用にすることで,このような問題がなくした。
例えば洗浄手順としては,まず外側全面を洗浄し,次にFOUP内に洗浄ノズル
を配置して内側の6面を高圧スプレーで一括洗浄する方式を採用した。これ
により高い洗浄能力と可動部分への洗浄液の侵入防止を両立できる。
更に乾燥もFOUPに特化した乾燥と従来のKnow-howの組み合わせで完全乾燥を
実現した。

詳細は www.eleshow.com/ の1-3-1の「両面マスククリーナー」
 → 「HOMEへ」 → 「製品カタログ」に詳しく載っています
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■海外SMT技術情報     
   「PBGAの高温リフロー&接合寿命を改善する材料の評価」

序 言
ファインピッチのBGAは通信業界で広く使われている。最近、より高温でリ
フローした時、他の部品が耐えられるかどうか問題となっている。この考
え方に同調している殆どの企業は、実行を3段階に分けている。第1段階で
は240〜260℃のリフロー温度(無鉛はんだを想定)で現在の材料を評価す
る。第2段階では部品レベルで無鉛化した(はんだボール、表面仕上げなど)
材料を評価する。第3段階では部品材料から毒性のあるハロゲン化物を除去
する(成型材料、基材など)。

試験基版と要因
試験基版は196ボール、15×15mm、1mmピッチのPBGA(原文はMAP BGA、MAP:
Molded Array Package)である。これはダイ上付き、ワイヤーボンド、オー
バーモールドのパッケージであり、厚さ0.24mmのBT樹脂基板、厚さ0.7mmの
モールドキャップ、φ0.4mmのはんだ球を用いている。検討された材料の組
合せは、マルチダイ実装、成型材料、はんだ球など表1に示した。
  (表1略)
この評価ではパッケージの耐湿性と基板レベル信頼性評価を検討した。それ
らのデータにはTSAM(超音波顕微鏡)像、はんだ接合信頼性、ダイ実装モー
ルドが含まれる。
応力故障解析の第一はTSAMで、パッケージの界面剥離を解析する。試料を湿
度条件付けする前に、TSAMで剥れが無いことを確かめた。10〜28ヶが種々の
JEDEC MSL(湿度レベル)で条件付けされ、リフローにかけられた。
パッケージ基板のレベル信頼性を評価した。パッケージ中の異なる材料の
熱膨張率のミスマッチは避けられず、はんだ接合クラックが発生する。ま
ずパッケージを基板に実装し、全部品が故障するまで温度サイクル槽に入
れた。得られたデータからワイブル分布図を作り、パッケージ接合信頼性
を解析した。
最後にダイの接合部フィレットの解析を、20倍の顕微鏡で行った。この観
察からダイ面積の何%が装着しているか、またフィレット高さが妥当かが
分る。

湿度感受性テスト結果
新材料で形成したパッケージと基材の湿度感受性を評価した。パッケージは
高温・高湿下でMSL能力(湿度感受性)をテストされる。まずMSL3の場合、
220℃は最小の要求である。更に高いリフロー温度に相当する240℃、260℃
での影響を評価した。これらは無鉛はんだペースト・はんだ球(Sn/Ag/Cu、
Sn/Ag)の使用の可否を検証するためである。追加的にMSL2で220℃、240℃、
260℃のテストも行なった。220℃はVPS(ベーパーフェーズソルダリング装
置)で行なった。
パッケージはMSLストレス後にTSAM解析された。表2は新材料を使用したセッ
トの各MSL条件におけるデラミネーション(層間剥離)結果である。10%以
上剥れている場合を故障とした。
  (表2略)
MSL2と3、220℃のストレスで材料の組合せ1と4にはデラミネーションがな
い。MSL2 240℃では材料1でデラミネーションがなく、2、3、4の順でデラ
ミネーションが増える。MSL3 240℃では材料の組合せ1、2、3でデラミネー
ションがない。MSL2 260℃では材料2のデラミネーションが少ない。
材料2はMSL3 260℃でもデラミネーションの傾向が見られない。

より詳しくは、www.eleshow.com/ の海外技術情報をクリックし、2002.
5.10月号をご覧下さい。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、2001年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)
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