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標題Title: 利用有限元素與田口方法探討FCCSP構裝無鉛錫球之最佳化疲勞壽命
作者Authors: 曾穗卿
上傳單位Department: 通識教育中心
上傳時間Date: 2009-10-30
上傳者Author: 曾穗卿
審核單位Department: 通識教育中心
審核老師Teacher: 曾穗卿
檔案類型Categories: 研討會報告Seminar Report
關鍵詞Keyword: 無鉛錫球,覆晶晶粒尺寸封裝,有限元素分析,潛變,田口式方法,疲勞壽命
摘要Abstract: 覆晶晶粒尺寸封裝(FCCSP)與一般傳統打線接合的構裝方式不同,係由晶片直接以凸塊焊球(Solder Bump)連接基板,由於覆晶封裝具有良好電氣特性、高I/O接點密度,且能縮小IC尺寸增加每片晶圓產出,故較傳統封裝型態更適用於高速、高電流與高腳數等高階電子元件產品。本文針對覆晶晶粒尺寸封裝在溫度循環負荷下,利用有限元素分析軟體模擬錫球之變形行為,以瞭解錫球之疲勞壽命。
首先以Surface Evolver求出錫球迴焊後之形狀,再將形狀因子導入ANSYS分析軟體進行分析。其材質選用共晶(Eutectic)無鉛錫球含96.5Sn3.5Ag之FCCSP封裝模式,建構在FR-4電路板上,並以葛拉佛拉-阿瑞尼阿斯潛變模式(Garofalo-Arrhenius Creep)表示 ,配合有限元素分析法ANSYS 7.0之軟體在三維模型下,探討五種FCCSP封裝模型在-20℃~110℃溫度循環下,最外側錫球之疲勞壽命。這五種模型為原設計模型、模型基板為BT-Resin、模型基板為High-α Ceramics、模型封膠為Mold Resin及模型封膠為Potting Resin等。
最後使用田口式方法,討論基板厚度、錫球墊半徑、底膠彈性模數、底膠線膨脹係數、基板彈性模數、基板線膨脹係數、FR4彈性模數及FR4線膨脹係數等,各控制因子之間互動對錫球疲勞壽命之影響,並找出最佳之水準組合,以提升構裝體中錫球之疲勞壽命。

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