一(yi)、問題(ti)描述
因有(you)(you)一款產(chan)品在COB功(gong)能(neng)(neng)檢(jian)測完(wan)全正常，但(dan)在后工序生產(chan)中有(you)(you)部份產(chan)品在高溫(wen)時(shi)出現功(gong)能(neng)(neng)不(bu)良，當(dang)溫(wen)度降低后又(you)恢(hui)復(fu)功(gong)能(neng)(neng)的(de)不(bu)穩定現象。另外，根據客(ke)戶提供的(de)資料，該批(pi)產(chan)品所使用(yong)的(de)IC表面可能(neng)(neng)有(you)(you)“傷痕”。
二、原因分析
該產(chan)品的(de)(de)(de)高溫(wen)失效問題，與COB各材(cai)(cai)(cai)料都有著密切的(de)(de)(de)關系: PCB、IC、邦定線、黑膠。但主(zhu)要的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)是(shi)在(zai)(zai)IC質量有缺陷的(de)(de)(de)前提下，由于黑膠、邦定線、PCB各部分的(de)(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系數(CTE)，在(zai)(zai)高溫(wen)條件(jian)下，黑膠可能拉(la)動邦定線，導致(zhi)接觸不良(liang)使得IC功能喪失。在(zai)(zai)低(di)溫(wen)條件(jian)下則不會發(fa)生(sheng)上述問題。材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)CTE是(shi)電子產(chan)品產(chan)生(sheng)內(nei)應(ying)力的(de)(de)(de)重(zhong)要原(yuan)因(yin)之一，當各種材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)CTE不一致(zhi)時，在(zai)(zai)高溫(wen)的(de)(de)(de)條件(jian)下，由于材(cai)(cai)(cai)料受(shou)熱(re)之后膨脹(zhang)的(de)(de)(de)程度(du)不同，就可能出現功能失效、短路斷路等問題。各種材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)(de)CTE的(de)(de)(de)影響因(yin)素如下:
1、PCB的(de)因(yin)素
PCB的(de)類(lei)型(Fr-4、 CEM1、CEM3)、PCB的(de)厚(hou)度(du)(薄板(ban)(ban)(ban)、厚(hou)板(ban)(ban)(ban))不(bu)同都會對黑膠產品(pin)產生影響(xiang)。Fr-4 本身的(de)CTE比(bi)CEM-1和(he)CEM-3要低(di)得(de)(de)多(duo)，如果(guo)黑膠CTE過(guo)大，在Fr-4 板(ban)(ban)(ban)上(shang)體現(xian)得(de)(de)越(yue)明顯。另外，板(ban)(ban)(ban)材(cai)越(yue)厚(hou)，CTE越(yue)低(di)，板(ban)(ban)(ban)材(cai)越(yue)薄，CTE越(yue)高。
2、邦(bang)定(ding)線的因(yin)素
邦(bang)定線(xian)的(de)長(chang)度、大(da)小與其能(neng)承受(shou)的(de)拉力(li)成(cheng)反比，如果邦(bang)定線(xian)很長(chang)，即使很微小熱(re)膨脹(zhang)導致的(de)應力(li)都可以將其拉斷，反之亦(yi)然(ran)。另外IC線(xian)數過密，封膠(jiao)時黑膠(jiao)不能(neng)完全(quan)填充內(nei)部的(de)孔隙就(jiu)已經(jing)固化，這樣產品(pin)經(jing)過受(shou)熱(re)或冷卻，黑膠(jiao)CTE會明顯增大(da)。
3、黑膠本身的(de)因(yin)素
這個是重要的(de)(de)因素，不同(tong)的(de)(de)黑膠(jiao)(jiao)產(chan)品所使(shi)用(yong)的(de)(de)填(tian)(tian)料(liao)(碳酸鈣(gai)、氧化硅、氧化鋁等)及用(yong)量(liang)(40~100份)都不盡(jin)相同(tong)，使(shi)用(yong)不同(tong)的(de)(de)填(tian)(tian)料(liao)生產(chan)出來，黑膠(jiao)(jiao)產(chan)品的(de)(de)CTE差別很(hen)大。而填(tian)(tian)料(liao)的(de)(de)用(yong)量(liang)越大的(de)(de)話，CTE就會(hui)越低。對于CTE要求較嚴(yan)的(de)(de)產(chan)品應該采(cai)用(yong)高填(tian)(tian)料(liao)填(tian)(tian)充量(liang)的(de)(de)黑膠(jiao)(jiao)產(chan)品。
4、IC的(de)因(yin)素
芯片(pian)的(de)(de)大(da)(da)(da)小高度(du)(du)等對黑膠的(de)(de)影響不是很大(da)(da)(da)，但過大(da)(da)(da)或者過高的(de)(de)IC會影響黑膠的(de)(de)觸變性，而且封膠面積(ji)越大(da)(da)(da)，導致(zhi)應(ying)力產生的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性就越大(da)(da)(da)。另外，IC的(de)(de)質量也關系(xi)到高溫(wen)功(gong)能(neng)(neng)測(ce)(ce)試能(neng)(neng)否正常(chang)的(de)(de)重要因素(su)。該(gai)產品的(de)(de)高溫(wen)測(ce)(ce)試是在60℃下進行測(ce)(ce)試的(de)(de)，在該(gai)條件下，各種(zhong)材料的(de)(de)膨(peng)脹(zhang)程度(du)(du)并不大(da)(da)(da)，黑膠在Tg以(yi)下的(de)(de)CTE為45ppm/℃，不足以(yi)拉斷邦定線(xian)導致(zhi)功(gong)能(neng)(neng)喪失。黑膠在120~130℃的(de)(de)條件下固(gu)(gu)化60分鐘，Tg
可(ke)以(yi)達到130℃左右。根據聚合物(wu)時溫(wen)等效原理，在溫(wen)度(du)(du)不變的(de)(de)情(qing)況下，延長固(gu)(gu)化時間(jian)與在固(gu)(gu)化時間(jian)不變的(de)(de)情(qing)況下，提(ti)高固(gu)(gu)化溫(wen)度(du)(du)，都可(ke)以(yi)提(ti)高產品Tg。固(gu)(gu)化時間(jian)、固(gu)(gu)化溫(wen)度(du)(du)對Tg的(de)(de)影響如(ru)下:
高(gao)Tg的產(chan)品(pin)(pin)勢必有較高(gao)的CTE,對(dui)于CTE要求較嚴的產(chan)品(pin)(pin)則必須在不影響(xiang)產(chan)品(pin)(pin)質量(liang)的前提下可以采(cai)用以下方法(fa)來(lai)降低材料(liao)膨脹程(cheng)度(du):.
1、在中(zhong)溫條件(jian)下(120℃左(zuo)右)固化。
2、采用分(fen)別升(sheng)溫的方法(fa)，先在(zai)80~90℃下固化20分(fen)鐘左右，在(zai)提(ti)升(sheng)到(dao)高溫。
3、采用(yong)填充量較高的黑膠產品。.
三(san)、建議方(fang)案
根據客戶的實際情況和需求，采用填料填充量為70 phr的高填充量黑膠，為了降低熱膨脹程度，建議客戶采用在以下條件進行固化:常溫升溫至80℃，恒溫20分鐘，升溫至120℃，恒溫60分鐘，再降溫到80℃，保持10分鐘，此時可以打開高溫老化試驗箱取出。(該固化條件只適用于該產品，其它產品建議采用原固化條件或根據產品特性而定)
