－－对生产商来说，标识和运付可靠的符合RoHS标准的半导体产品还是一个首要任务

要生产完全环保的符合RoHS标准的产品，对电子行业提出了一系列重大挑战。其中最重要挑战的是要达到更高的焊料处理温度，这一点对集成电路的影响最大。

对生产商来说的首要问题是，这种影响是如何涉及生产和运付可靠的符合RoHS指令的半导体产品。人们已经采用了各种方法，包括采用新工艺和改变材料，使器件在RoHS回流焊温度下达到更高的可靠性。几乎所有的半导体公司都已经完成了工艺的重新认证工作，已经可以提供符合RoHS指令的产品。

为TQFP、PQFP和专用的FineLine BGA等更小的封装所开发的处理技术表明，这些封装可以承受高达260℃的峰值回流焊温度。许多IC生产商使用更高级的成型材料和更新的加工技术，来达到这个目的。然而，随着高速信号的出现，越来越多的生产商正在使用大裸片和倒装芯片球脚阵列封装(FCBGA)，这对芯片的可靠性提出了另一个挑战。

芯片的湿度敏感等级(MSL)会影响元器件可以在生产现场存放的时间。MSL等级3意味着部件从防潮的容器中取出后，可以在进行回流焊前存放168小时(1个星期)，而等级4只有72小时，等级5是48小时。

在更高的处理温度下，每种封装类型的降级是不同的，但通常都会要求更高的MSL等级，或者温度低于工业标准处理温度(见图1)。要满足所需的MSL要求，同时在可生产的水平上保持元器件的共面性，选择正确的材料是十分重要的。

图1 封装的MSL等级取决于处理温度

Altera公司愿意为所有的元件选择MSL 3等级，以便改善可生产性。为实现这一点，需要对每种封装类型进行改进，而每种改进都需要不同的办法。

当倒装芯片BGA封装(见图2)在245℃温度下测试时(注意，260℃的处理温度会使BGA封装的温度达到245℃)，MSL等级3的裸片会产生称为“裸片边角分层”的表面缺陷。如果有共熔的内部焊料块，大裸片尺寸的部件可能会因更高的回流焊温度导致的整个封装的膨胀，而产生弯曲。底层填料的静态压力使熔化的焊料沿裸片表面涂敷。可以通过改变填充材料、焊料块节点材料、热混合物，以及用黏合剂吸收额外的应力，来改善封装的热鲁棒性，从而增加生产的可靠性。

图2 RoHS指令允许在2010年前在芯片的第一层互连中使用铅

如果裸片的分层不大，产品还是可以工作的。但在长期使用时，很可能出现故障，所以要非常重视选择正确的MSL等级。随着RoHS指令实施截止日期的临近，一些生产商提供的产品达不到所期望的MSL等级。在小批量生产时这个问题还可以暂时得到解决，但在大批量生产时就不行了。

其他一些供应商已经开始量产，但许多厂商只承诺在2006年的上半年交货，或者只能少量供货。一些供应商试图使用现有的材料完成达标认证，只是在器件外面的焊球上稍做改变。

结果这些供应商发现，采用目前的材料会导致“裸片分层”，或者是达不到期望的MSL等级。在这种情况下，在RoHS指令生效前很可能无法生产出可靠的产品来，因为需要花时间重新开发新的工艺和材料。

许多半导体公司在芯片内部还是保留了含铅的焊料块，因为目前还没有其他的解决办法。这些IC生产商想认证他们现有的材料，只是在开发100%无铅的倒装芯片封装时替换掉芯片外的含铅焊球。他们的典型做法是仅改变内部的焊料块材料，想以此达到更高的处理温度。

尽管半导体业界已经做了大量的研究，但是无铅产品的大规模量产还是刚刚起步，OEM厂商将被迫使用低质量的材料。半导体生产商使用了不同的方法来满足无铅/RoHS的要求，为OEM厂商提供达标的芯片。OEM厂商必须有可靠的器件，才能确保在7月1日以后进行大规模量产。