具聚合物圈環/蕊心與中空錫球結構

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Title:	具聚合物圈環/蕊心與中空錫球結構
Authors:	蔡新春
Contributors:	機械工程系
Keywords:	聚合物加強, 無鉛銲錫, 晶圓級封裝, 溫度循環負載, 有限元素分析
Date:	2013-12-31
Issue Date:	2014-01-13 09:50:19 (UTC+8)
Abstract:	晶圓級封裝（Wafer Level Package）是近年來最受到全球IC封裝業矚目的焦點，由於晶圓級封裝在封裝上更加輕薄，並且在製程及材料成本上比多晶片模組（Multi-Chip Module）、球柵陣列（Ball Grid Array）、覆晶（Flip Chip）等具有優勢。其中在晶圓級封裝製程，還有一項技術就是聚合物領(Polymer Collar)對錫球之加強，聚合物領是將錫球植在晶圓上後，與晶圓的接觸處多了一層環狀聚合物保護層，有效強化錫球與晶圓表面接合處之強度，聚合物領高度要多少會對錫球熱機械特性產生影響，因而必須加以對它分析與探討。又IPC-SPVC-WP-006 (WHITE PAPER REPORT by the Lead-Free Technical Subcommittee of the IPC Solder Products Value Council) 所制定無鉛銲錫之溫度循環測試規範(Criteria)幾乎依循過去傳統含鉛銲錫之資訊。因此，欲將電子產品中移除含鉛(Pb)材料，需要找到適當無鉛合金來取代，可以肯定的，Sn-Ag/Sn-Ag-Cu合金將成為未來應用在IC封裝上之無鉛錫球的主流材料。本文將使用有限元素分析軟體(ANSYS)針對多種無鉛-有鉛合金植入環狀聚合物領錫球、球狀中空(Hollowed)錫球與具球狀聚合物內蕊(Polymer Core)錫球之晶圓級晶片尺寸封裝(Wafer Level Chip Scale Package, WLCSP)，在不同的溫度範圍下進行溫度循環分析，詳細探討其非彈性(塑性+潛變)應變行為及疲勞壽命預測，找出對疲勞壽命預測會產生效應的重要因子，以期能供給未來制定溫度循環測試更多的參考。未來黏著具聚合物錫球合金之WLCSP、組合於PCB上製程將往縮小錫球直徑與細間距發展，就如同FCOB, FC-BGA或FC-CSP一樣，因而錫球接點受溫度循環負載作用後必須謹慎預測其疲勞壽命之承受度。
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