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論文名稱 Title |
PBGA構裝體於IR-Reflow過程下變形機制之探討 The Study of the Deformation-Mechanism of PBGA in IR-Reflow process |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
105 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2001-07-22 |
繳交日期 Date of Submission |
2001-07-31 |
關鍵字 Keywords |
IC-Package、F.E.M、Warpage 有限元素法, 半導體構裝體, 翹曲 |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
本文在探討以有限元素法模擬與分析PBGA在經過IR-Reflow後之變形機制,並考慮PBGA各結構的塑性因子對變形的影響。而由模擬可以得到在PBGA外部如Molding Compound與Substrate與黏著在內部的Die與Die Attach的翹曲變化,並依模擬之結果對此四種結構Molding Compound、Substrate、Die與Die Attach之變形做一探討。 |
Abstract |
The main objective of this research is to studying the deformation mechanism of PBGA via IR-Reflow process by utilizing the Finite Element Method and assuming that the PBGA components are made in perfect plastic materials.The warpage variations of the Die , Die Attach, Molding Compound, and Substrate are discussed. |
目次 Table of Contents |
中文摘要 I 英文摘要 II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 X 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 文獻回顧 3 1-3 研究目的 9 第二章 研究方法與步驟 11 2-1 MARC / MENTAT 軟體簡介 11 2-1-1 MARC 11 2-1-2 MENTAT 12 2-2有限元素使用驗證 13 2-2-1 Bi-linear 材料模型 13 2-2-2完全塑性之材料模型 14 2-2-3 溫度負載模型 15 2-3 總結 16 第三章 PBGA有限元素模型簡介 23 3-1 元素形式 23 3-2 PBGA有限元素模型 24 3-3 PBGA之材料性質、邊界條件與負載 25 第四章 結果與討論 38 4-1 PBGA實驗量測值與模擬值 38 4-2 PBGA 之整體變形機制 40 4-3 PBGA各結構間之變形 43 4-3-1 PBGA內部Die與Die Attach之變形 43 4-3-2 Molding Compound之變形機制 46 4-3-3 Substrate之變形機制 49 4-4 各結構變形量探討 51 4-5 Die與Die Attach對PBGA變形的影響 52 4-6 總結 53 第五章 結論與展望 100 5-1 結論 100 5-2 展望 101 參考文獻 102 圖 目 錄 圖1-1(a) 半導體塑膠構裝結構(TQFP、TSOP) 10 圖1-1(b) 半導體塑膠構裝結構(PBGA) 10 圖2-1 MARC/MENTAT關係圖 17 圖2-2 E1、E2關係圖 18 圖2-3(a) 樑之塑性行為 19 圖2-3(b) 樑之變形與時間圖 19 圖2-4(a) 樑之A、B部分示意圖 20 圖2-4(b) 樑之A、B受熱後模擬結果圖 20 圖3-1 節點編號圖 27 圖3-2(a) PBGA原圖 28 圖 3-2(b) 建構之PBGA Model圖 28 圖3-3(a) PBGA之Die 1/4 全視角圖 29 圖3-3(b) PBGA之Die Attach 1/4 全視角圖 30 圖3-3(c) PBGA之Molding Compound 1/4全視角圖 31 圖3-3(d) PBGA之Substrate 1/4 全視角圖 32 圖3-4 IR-Reflow 溫度曲線圖 33 圖3-5 PBGA建構分析流程圖 34 圖4-1 PBGA對應於O、M、E、F、G、H、I、J位置處 55 圖4-2(a) 量測與模擬趨勢比較圖 56 圖4-2(b) PBGA於225℃之翹曲 57 圖4-3(a) PBGA之50℃變形圖 58 圖4-3(b) PBGA之100℃變形圖 59 圖4-3(c) PBGA之150℃變形圖 60 圖4-3(d) PBGA之175℃變形圖 61 圖4-3(e) PBGA之187℃變形圖 62 圖4-3(f) PBGA之200℃變形圖 63 圖4-3(g) PBGA之225℃變形圖 64 圖4-4(a) Die與Die Attach 於75℃變形圖 65 圖4-4(b) Die與Die Attach 於163℃變形圖 66 圖4-4(c) Die與Die Attach 於175℃變形圖 67 圖4-4(d) Die與Die Attach 於187℃變形圖 68 圖4-4(e) Die與Die Attach 於225℃變形圖 69 圖4-4(f) Die與Die Attach 變形趨勢 70 圖4-5(a) Die之E值與溫度變化圖 71 圖4-5(b) Die之CTE值與溫度變化圖 71 圖4-6(a) Molding Compound之E值與溫度變化圖 72 圖4-6(b) Molding Compound之CTE值與溫度變化圖 72 圖4-7(a) Molding Compound於75℃之變形圖 73 圖4-7(b) Molding Compound於163℃之變形圖 74 圖4-7(c) Molding Compound於175℃之變形圖 75 圖4-7(d) Molding Compound於187℃變形圖 76 圖4-7(e) Molding Compound於200℃之變形圖 77 圖4-7(f) Molding Compound於225℃之變形圖 78 圖4-7(g) Molding Compound上G、E、F三點之翹曲隨溫度變化圖 79 圖4-7(h) Molding Compound上OG、OE、OF三點中點之翹曲隨溫度變化圖 79 圖4-7(i) Molding Compound 之OG方向於不同溫度點之Z方向變形圖 80 圖4-7(j) Molding Compound 之OE方向於不同溫度點之Z方向變形圖 81 圖4-8(a) Substrate於75℃之變形圖 82 圖4-8(b) Substrate於163℃之變形圖 83 圖4-8(c) Substrate於175℃之變形圖 84 圖4-8(d) Substrate於187℃之變形圖 85 圖4-8(e) Substrate於200℃之變形圖 86 圖4-8(f) Substrate於225℃之變形圖 87 圖4-8(g) Substrate上J與H、I翹曲趨勢比較圖 88 圖4-8(h) Substrate之OJ方向於不同溫度點之Z方向變形 89 圖4-8(i) Substrate之OH方向於不同溫度點之Z方向變形 90 圖4-9(a) 沒有Die與Die Attach之PBGA於175℃之變形圖 91 圖4-9(b) 沒有Die與Die Attach之PBGA於187℃之變形圖 92 圖4-9(c) 沒有Die與Die Attach之PBGA於200℃之變形圖 93 圖4-9(d) 沒有Die與Die Attach之PBGA於225℃之變形圖 94 圖4-9(e) PBGA內部有Die與Die Attach於無Die與Die Attach在Molding Compound之M點變形趨勢比較圖 95 表 目 錄 表2-1 懸臂樑之材料性質 21 表2-2 懸臂樑之材料性質 21 表2-3(a) 懸臂樑A、B之尺寸 22 表2-3(b) 懸臂樑A、B之材料性質與溫度 22 表 3-1 PBGA尺寸 35 表3-2(a) PBGA之Die材料係數表 36 表3-2(b) PBGA之Die Attach材料係數表 36 表3-2(c) PBGA之Molding Compound材料係數表 37 表3-2(d) PBGA之Substrate材料係數表 37 表4-1(a) PBGA之Molding Compond上G點之有、無塑性行為比較 96 表4-1(b) PBGA之Substrate上J點之有、無塑性行為比較 97 表4-2 於Tg點後PBGA之各結構於Z方向變形 98 表4-3 PBGA各結構之Z方像變形變化於175~~225℃ 99 |
參考文獻 References |
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