覆晶封装Flip Chip Package于无铅化之蜕变

覆晶载板的制造

1.覆晶载板FC Carrier是一种HDI增层(Build up)式多层板。其中Core板为高Tg(220℃)刚性强与超薄铜皮(5μm)的特殊板材。而增层者则一律为ABF／GX-13的干膜式板材，增层的各种铜导体则为SAP半加成法线路，目前可量产的线宽线距为15μm/15μm。

1.1.2 半加成SAP法(Semi-Additive Process)是利用大运味之素(Ajinomotor)之白色干膜式薄卷材为增层的介质(Dielectrics)材料，再利用化学钯与化学铜做为电镀铜增厚的基地，并按现行减成法制做细线与重复互连工程而成为覆晶载板。

1.1.3 半加成法是利用正统PTH流程之化学钯与化学铜做为导电基地，而进一步在光阻定义下以电镀铜增厚完成二次铜的线路，去光阻与差别性蚀刻(Differential Etching)后即可取得互连的细线与盲孔，但咬不掉的贵金属残钯层却成为绝缘不良的隐忧。

1.1.4 目前最常用白色的ABF／GX-13中含SiO2球形填充料Fillers已较多，约30％ w/w，厚度 40μm，宽度502㎜，每卷总长100m单价达NT四万元，排版510*600 mm者每片NT 250元。压合熟化后Tg达170℃。经Desmear将盲孔壁与全增面先行粗化，之后浸镀上化学钯与铜的金属化后，即可代替传统铜箔用途而称为SAP法，但同时也留下残钯的隐忧。

1.1.5 覆晶载板经绿漆完工后还需进行表面处理的可焊工程，也就是需在载板正面中央区绿漆开口(SRO)的凸块(Bump)铜质承垫上，以及正面外围被动原件的贴焊与反面的植球垫上同时加镀化学锡。之后在凸块垫上加印63/37的Low Alpha Eutectic锡膏并回焊与压平成为 FC的Presolder，其他两化锡区则另外加印SAC 305的无铅锡膏与回焊，也都成为预銲料。

1.2 覆晶载板的封装

1.2.1 正统FC封装是以C4方式(Controlled Collapse Chip Connection)做为晶片UBM与载板上已有中铅预銲料( Presolder，Entectic 63/37 )之承垫间，另以高铅凸块Bump ( 95％ pb + 5％ Sn )为互连体进行三者的熔融互连(Inteconnection)。

1.2.2 正统C4高铅Bump的好处很多：(1)熔点高达320℃不受后段高温制程影响，(2)非常柔软，可降低外力的冲击(3)采助焊膏先黏着于预銲料上，后于230℃氮气回焊中不致发生空洞Void。但在环保压力也尽量在找无铅替代品，不过都存在着极多问题。

1.2.3 高铅式凸块封装的业者们为了RoHS的禁铅与企业形象起见，都积极寻找高铅(95/5 或90/10)以外的替代品。已量产者多采63/37 Eutectic式中铅凸块为过渡性材料。

此种中铅銲料之柔软度尚好，但却因组成与预銲料完全相同，致使助焊膏裂解的气体将大幅渗入凸块而形成空洞，且后续Bump间也容易出现熔锡短路的麻烦。

1.2.4 无铅凸块封装的试行量产

某些著名品牌的日商为了形象起见，乃率先采用无铅预銲料及无铅凸块进行FC封装。须知SAC 305不但m.p.比63/37者高了34℃，而且弹性模量也多出25％(SAC 305为51GPa，63/37为40.2GPa)。由于305柔软性欠佳以及载板很薄刚性不足下，经覆晶、植球、以及PCBA等多次回焊强热中，难免造成角Bump或角Ball从僵硬銲料之IMC处被拉裂。此种必然性的失效或脆弱对可靠度将造成隐忧。

2.电路板整体性进展

逐层互连(ELIC)式HDI多层板类的兴起

现行镭射烧孔(Ablation) 每秒钟可达1,000孔，在成本大幅下降又加上镀铜填孔技术快速进步下，商品板500x600 mm 的双面百万盲孔者(载板有时可达单面百万盲孔)，均可轻松解决。使得容易设计的ELIC式增层板也大为流行。

2.1.2 由于ELIC是经过多次压合，多次成像，多次填铜；且又是高精密度大排版的量产工程，因而不但设备昂贵、流程漫长、工序严谨、导致变量极多。其制程管理与失效改善均亟需学理深入及经验丰富的高手进行解困，盲孔脱垫即为一例。

2.1.3 由于ELIC是多次重覆增层之精密制程，一旦稍有闪失，出货到客户端多次锡膏回焊中，难免会出现盲孔铜壁与底铜垫之间的界面分离。这种失效只要超过200 DPPM(以单片货板为统计单位)将立即成为严重客诉的案例。

2.2 HDI商品板的困难化

2.2.1 以水果公司为代表的第四代手机板(HDI式10层之薄小板，厚度1㎜)，其SMT组装不但引入POP技术（下图左上）而且被动元件更已小到了01005(10㏕长，5㏕宽，见下图右上)，对PCB与PCBA均造成了另一次严酷的挑战。因为所贴焊的电容器太小，锡膏回焊中很容易发生立碑(Tomb Stoning)现象。