フリップチップでのダイのクラックを防ぐ方法とは？

140g/バンプというかなり強い荷重で実装されているようですので、
実装後にクロスセクションを行って硬化したACFの厚みバラツキを
調べてみたらどうでしょうか。

たとえ実装に使用する冶工具が完全に平坦・平行であっても
ガラエポ基板にはかなりの厚みバラツキがあります。
このため、場所によっては厚みが厚くなり、ここだけに大きな荷重がかかる
ことが考えられます。このような場所ではACFの厚みが薄くなっていると
考えられます。

また、パッド部の下のガラエポが均質ではないために、パッドの凹み方に
差が出ることも考えられます。
決まって同じ場所で、クラックが発生しているのならば、このバンプが実装
されるパッドの加熱時の凹み量が小さくなっているのではないでしょうか。
検証方法として、ペネトレーション試験法があります。
基板を加熱して、先端の細いプローブでこのパッドを定荷重で押したときの
凹み量を測定する方法です。

ペネトレーション試験というのは、あまり一般的ではないかもしれません。
ただ、ACFのように高い荷重をかけてデバイスを押し付けて実装するような場合、基板側の各パッドの凹み方にバラツキがあると、部分的に荷重の高い部分や低い部分が出来て、荷重の高い部分では、ダイクラックの懸念が、荷重の低い部部では電極間の抵抗値が高くなることが予想されます。
このようなパッドの凹み方のバラツキを評価する方法がペネトレーション試験法です。

測定装置は熱膨張率を測定するTMA装置です。
測定する基板を、実装温度まで加熱し、この状態でプローブを実装するパッドに当てます。このときプローブに一定の荷重を掛けて、プローブの変位の変化を、パッド毎に比較します。

もし、パッド下層の配線パターンや、ガラエポの厚みのバラツキがあると、プローブの変位に差が出ます。もしこの差が大きければ、デバイスのクラックの原因は基板側のバラツキによる可能性が高いと考えられます。

ppmオーダーの発生率ということですので、差が出るかどうか不安ですがやってみる価値はあると思います。

お礼

2007/03/19 15:19

kkk-ken様、ご回答頂きまして有難う御座いました。

確かにその点は疑って調査した事は無いかもしれません。
早速断面研磨にて確認したく考えます。
確認結果に関しては、判明次第またご報告致しますが、
取り急ぎ御礼まで･･･。

尚、ペネトレーション試験法というのは全く知りませんでした。
サイトでググッてもヒットしませんでしたので、
申し訳有りませんが更に詳しい内容を御教授頂ければ幸いです。

質問者

申し訳ありませんが、求めている答えとはちょっと違いますが。。。
フリップチップを実装する時は、基板は吸着して実装しいるのでしょうか？
もしそうであれば、バンプの高さが一定であれば実装時は平坦であると
考えられます。この時は、ダイにはクラックは発生しないと考えられます。
つまり、実装後に基板が反ってクラックが発生しているのではないかと思います。

実装関係は、素人で専門用語を知らないので質問の内容を理解できていないので的外れだとは思いますが、ご容赦ねがいます。

お礼

2007/03/06 13:58

御回答頂きまして、誠に有難う御座います。

FCB時には、基板は裏面より吸着しております。
但し、そうであれば必ず平坦か否かは分かりません。
上述の様に、ppmでの不具合発生ですので、平坦度よりも
先ずは各バンプに掛かる荷重を調べる方法を知りたかったのです。
それで該当バンプに傾向が無い･･･という結論を得られれば、
次に実装後の問題を検証したく考えておりました。

質問者