芯片封装与测试 墓碑现象－讲稿.pdf

芯片封装与测试是半导体制造过程中的关键步骤，它对最终产品的性能和可靠性具有决定性的影响。在这一领域，墓碑现象是芯片封装过程中常见的一种缺陷，它对产品质量与可靠性构成了严重威胁。墓碑现象，亦称为曼哈顿现象，表现为电子元件一端翘起，就像墓碑一样斜立或直立在电路板上。此现象最常出现在片式阻容类元件上。为了更好地理解和应对这一问题，本文将对墓碑现象的成因、特征及应对策略进行详解。 墓碑现象的形成与多种因素相关，包括焊料的润湿不一致、焊点热容差异、电路板与元件表面特性差异以及元件两端受热温差等。焊料润湿过程的不一致性是导致墓碑现象的重要原因。在焊料再流焊接过程中，焊料会经历开始润湿、润湿力作用和完全润湿三个阶段。如果元件两端的焊料润湿过程不同步，即一端先熔化而另一端未熔化，那么先熔化的焊料表面张力会提起元件的一端，而未熔化的焊料无法提供足够的约束力，从而导致元件翘起形成墓碑现象。 此外，焊点的热容不一致也会导致墓碑现象。热容是指材料吸收或释放热量的难易程度。如果一端焊料的热容较低，那么在焊接过程中它会更快地熔化并产生作用力，从而导致元件一端抬起。 电路板和元件表面的状态也会影响墓碑现象的发生。例如，元件在轴向进入回流焊时，由于受热不均匀，一端的锡膏可能先熔化，表面张力足以将元件拉起。焊盘设计的不对称，如焊盘大小不一或间隙过大，也可能导致焊膏量不一致，从而引发墓碑现象。 元件两端受热温差是导致墓碑现象的又一关键因素。温差会造成焊料熔化时间不同，焊料表面张力不平衡，最终导致元件一端翘起。 为了有效解决墓碑现象，提出了多种策略。首先是优化焊膏特性，选择热稳定性好的焊剂系统和具有多共晶点的金属粒子，从而平衡焊点的熔融时间。其次是控制热再流焊曲线，提高预热区的温度，以减少元件间的温度差异。此外，还需要严格控制电路板、元件及其贴装的精度，以减少容差。 在芯片封装与测试中，虽然单纯增加焊膏黏性可以暂时固定翘起的元件，但这并不是解决问题的最佳方法。因为焊膏黏性的增加可能会影响焊膏的熔融特性和润湿性能。因此，正确的做法是综合考虑所有相关因素，通过改进工艺参数和材料选择来防止墓碑现象，从而提高封装的质量和产品的寿命。 墓碑现象是芯片封装与测试过程中一个需要高度关注的问题，它影响了电子产品的质量和可靠性。通过对焊料润湿特性的理解，掌握焊点热容、电路板和元件表面特性以及温度差异的控制，结合优化的封装工艺，可以有效防止墓碑现象的发生，保障电子产品的整体性能和稳定性。