ICS 31.200 L 55 中华人民共和国国家标准 GB/T35005—2018 集成电路倒装焊试验方法 Test methods for flip chip integrated circuits 2018-08-01实施 2018-03-15发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T35005—2018 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 试验方法 4 4.1 芯片凸点共面性检测 4.2 凸点剪切力测试 4.3 倒装芯片剪切力测试 4.4 倒装芯片拉脱力测试 10 4.5 X射线检测 13 4.6 超声检测 14 GB/T35005—2018 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 请注意本文件某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本标准由全国半导体器件标准化技术委员会（SAC/TC78)归口。 本标准起草单位：中国航天科技集团公司第九研究院第七七二研究所。 本标准主要起草人：林鹏荣、谢东、黄颖卓、姜学明、文惠东、吕晓瑞、姚全斌、练滨浩、林建京、何卫 高硕、张威。 1 GB/T35005—2018 集成电路倒装焊试验方法 1范围 本标准规定了倒装焊集成电路封装工艺中凸点共面性、凸点剪切力、芯片剪切拉脱力、焊点缺陷、底 部填充缺陷等方面相关的物理试验方法 本标准适用于陶瓷封装或塑料封装的倒装焊单片集成电路 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GJB548B一2009微电子器件试验方法和程序 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 凸点bump 通过印刷焊料、化学涂镀、蒸镀焊料、电镀焊料、钉头焊料或放置焊球等方法制备出具有一定尺寸的 球形或方形的焊点。 3.2 凸点下金属化层underbumpmetallization；UBM 为了实现焊料与焊盘之间的有效互连，在焊盘表面沉积的金属过渡层。 3.3 倒装焊flipchip 将带凸点的芯片倒装，通过焊料直接与基板实现互连的一种工艺技术。 3.4 基准平面 jseatingplane 由三个焊球顶点形成的平面，具有到植球面最大的垂直距离，并且这三个顶点形成的三角形应包含 器件的重心。 3.5 共面性deviationfromcoplanarity 芯片上各凸点和所建立的基准平面之间的距离。 3.6 拉力pullforce 施加于芯片垂直于器件表面并离开该表面的力。 3.7 固定夹具 clampingfixture 在凸点剪切、芯片剪切、芯片拉脱试验期间，固定器件的夹具。 1 GB/T35005—2018 3.8 拉力速度pullspeed 拉力装置在以垂直于器件平面的方向上拉起芯片时的速率。 3.9 凸点挤压 ball extrusion 在实际剪切试验过程中由于一些因素，如剪切力不合适，或不正确的剪切选择，造成凸点变形。 3.10 剪切高度sheartool standoff 基板或芯片表面和剪切工具刀头间的距离（见图7）。 3.11 剪切速度 shearspeed 剪切工具在剪切凸点或芯片时的移动速率。 3.12 超声检测1 ultrasonic inspection 产生如同超声扫描（US）或C-SCAN、激光扫描声学显微镜（SLAM）或C-模式扫描声学显微镜 （C-SAM)那样可以提供灰度输出的高频超声显像（成像）。 4试验方法 4.1 芯片凸点共面性检测 4.1.1目的 本试验的自的是通过光学测量实现倒装焊直径不大于80um凸点的共面性无损检测 4.1.2设备 设备应有能力测量规定的允许公差范围内的芯片凸点共面性。设备测量准确度应优于士3μm。 4.1.3程序 共面性可以采用最高三点法或最小二乘法进行测量，按如下程序： 器件水平放置，凸点朝上，确保不会损伤凸点； a） b) 测量每一个凸点顶点到芯片表面距离，测量时不充许对器件施加外力； 建立基准平面。包含最高三点法、最小二乘法两种方法： 1）最高三点法：由最高的三个凸点顶点形成的平面，其中基准平面应包含器件重心，如图1 所示； 2）最小二乘法：由所有凸点顶点通过最小二乘法拟合形成的平面。 d) 进行共面性计算： 1）最高三点法：测量每个焊球顶点和基准平面之间的距离，其最大测量差值就是共面值（见 图2); 最小二乘法：测量每个焊球顶点和基准平面之间的距离，其中基准平面上方最大距离与基 准平面下方最大距离之和就是共面值（见图3）。 2 GB/T 35005—2018 图1 基准平面 基准平面 #面价 图2凸点的共面性示意图（最高三点法） 基准平面 共面性=1.1max+Lziuax 图3凸点的共面性示意图（最小二乘法） 4.1.4失效判据 除另有规定外，凸点的共面性大于35μm时，则视为不合格。 4.1.5说明 若与本方法中4.1.3和4.1.4的规定不同，则在采购文件或详细规范中应规定下述内容： a）所采用方法； b）失效判据。 GB/T35005—2018 4.2 凸点剪切力测试 4.2.1目的 本试验的目的是通过破坏性剪切测试评估倒装焊直径不大于80um凸点的抗剪切能力。 4.2.2设备 剪切力测试设备应使用校准的负载单元或传感器。设备的最大负载能力应不小于凸点最大剪切力 的1.1倍，剪切工具的受力面宽度应达到凸点直径1.1倍以上，设备应能提供并记录施加于凸点的剪切 力，也应能对负载提供规定的移动速率。 4.2.3程序 4.2.3.1安装 在试验设备上安装剪切工具和试验样品，使凸点可以被平行于芯片表面的剪切工具剪切，如图4所 示。应小心安放芯片而不对凸点造成损伤，且不使芯片变形 凸点 夹具 图4安装示意图 4.2.3.2 样品制备 在试验前，采用金相显微镜对凸点进行检查，保证它们的形状完好，无助焊剂残留或其他污染物。 受剪切试验设备的限制，受试凸点邻近的凸点（和在剪切工具行进路径上）有可能需要先从样品上 移去。如果邻近的凸点需要去除，则凸点的残留物高度应足够低，以保证剪切工具在行进过程中不会碰 触到残留的凸点。图5是典型用于剪切试验的受试样品。 4