导入低温焊接LTS制程 宜特助客户降低封装翘曲变形量

透过精确控制焊接温度与锡膏体积，锡铋合金(Sn-Bi)锡膏与SAC305锡球的焊接点，在适当锡膏体积与回流焊温度控制下，可看出锡球具备良好的扩散性，且无热滴泪(Hot Tearing)状况发生。宜特科技

有监于近期异质整合芯片上板后的翘曲状况频率提升，导致后续可靠度因空冷焊而造成早夭现象，为协助客户克服此一品质问题，宜特日前宣布，导入低温焊接LTS制程(Low Temperature Soldering；LTS)，藉由使用小尺寸WLCSP封装零件，执行异质合金焊接，并进行后续可靠度验证，从温度循环试验(Temperature Cycle Test；TCT)结果显示，LTS制程在可靠度TCT实验中的表现，和一般无铅制程相比，并不逊色，将有助于客户降低翘曲变形量。

宜特观察发现，系统单封装已成为现今趋势，各种不同材质、不同功能的芯片整合进同一封装，这样的封装元件使用的材料相当复杂且多元，堆叠在一起时，因材质本身热膨胀系数不同(CTE)就会产生翘曲(Warpage)，成为表面黏着制程良率最大挑战。

针对预防翘曲造成空焊现象，一般传统做法是，模拟确认翘曲数据，调整锡膏印刷钢板设计及回流焊温度，借此减少因翘曲造成空焊及短路问题的机率。依据此方式，宜特已成功替多家厂商克服PCB或IC翘曲的焊接问题。

然而上述传统方式，可以藉由修正锡膏来避免空焊或短路问题，但如果翘曲程度太高，就无法藉由控制锡膏量来解决了。为解决此议题，宜特科技板阶可靠度(BLR)实验室导入新的做法-低温焊接制程，藉由减少热应力，以降低翘曲变形量。

宜特指出，产生翘曲的主要原因，来自于使用不同材料的IC堆叠后，由于不同材料的热膨胀系数不同，经过高温焊间产生形变。温度越高，因热应力造成封装后的IC (Package)变形程度越大。

因此，藉由降低SMT焊接温度，将可大幅减少热应力，借此不仅可改善PCB与零件的翘曲程度外，也可减少能耗。而一般无铅焊接所使用锡、银、铜合金的熔点温度约在220℃，峰值温度达到230℃~250℃，而低温焊接所使用锡、铋合金熔点温度为140℃，峰值温度则可降低到170℃~200℃。

宜特进一步指出，低温焊接LTS制程因为不同合金所要求熔融温度不同，而容易产生热滴泪(Hot Tearing)效应，宜特也克服此项挑战，藉着精确控制温度与锡膏体积，即可避免LTS制程中出现热滴泪的现象(如图)。

宜特表示，在封装材料无法解决CTE 问题之前，LTS制程不失为一个降低翘曲程度的方式。而在实际应用上还包含了主被动零件，如芯片电阻、电容、存储器、晶体管等等，越早准备就越早能切入市场。