谈谈PoP的SMT工艺的可靠性

可靠性是另一关注的重点。目前，环球仪器SMT工艺实验室正在进行的另一个项目就是堆叠装配可靠性研究。从目前采用跌落测试的研究结果来看，失效主要发生在两层元件之间的连接。位置主要集中在元件角落处的焊点。失效模式为在底部元件的上表面焊点沿IMC界面裂开，如图1所示。似乎和Ni/Au焊盘的脆裂相关，其失效机理还有待进一步研究。

图1为染色试验分析，发现元件角落处的焊点出现失效。

图1 染色试验分析图

图2为切片试验分析，电子扫描显微镜（SEM）底下的照片。

图2 切片试验分析图

另外一种失效模式是在底部元件的焊盘和PCB层压材料发生开裂。这种失效通过电气测试不能探测到，所以在实际产品中潜在很大的风险。造成这种失效的原因与PCB材料选择及其制造工艺相关。

热循环测试可靠性如何呢？环球仪器SMT工艺实验室正在进行研究中，试图找出PoP组件可靠性与其他BGA/CSP的相关性，给我们在材料的选择、PCB及元器件的设计、工艺的控制和优化等方面提供参考。

为了提高产品的可靠性，可以考虑进行底部填充工艺。对于两层堆叠，可以对上层元件进行底部填充，也可以两层元件都进行填充。如果上下层元件外形尺寸一样，便没有空间单独对上层元件进行底部填充，需要对上下层元件同时进行底部填充，填料能否在两层元件间完整流动需要关注。适当的点胶路径，适当的胶量控制，可以有效控制填料中的气泡。在回流焊接过程中过多的助焊剂残留会影响到添填料在元件下的流动，导致气孔的出现。

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