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研究生: 薛啟宏
Shue, Chi-hong
論文名稱: IC封裝後熟化製程模擬之研究
Post-Mold Cure Process Simulation of IC Packaging
指導教授: 黃聖杰
Hwang, Sheng-Jye
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 144
中文關鍵詞: 後熟化製程EMC轉換因子黏彈性模擬
外文關鍵詞: shift factor, viscoelastic simulation, post mold cure, EMC
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  • 由於電子元件依照使用者的需求,必須達到輕薄短小、且可靠良好的目的,所以相關的研究就顯得特別重要。而因為環氧樹酯(epoxy molding compound, EMC)是最普遍使用在電子封裝產品上的材料,其所產生的缺陷,如本文所關注的:翹曲量多寡,一直是業界急需欲改善的問題之ㄧ。依據實驗及文獻,在開模之後若將產品放入一個高溫的烤箱之中,也就是所謂的後熟化製程(process of post mold cure),產品的翹曲量會比開模時降低。所以本文利用三種軟體:InPack、Moldex3D-RIM、ANSYS,模擬出產品剛開模時的翹曲量,以及經過長時間的後熟化過程之後,其翹曲量的變化量,並加以比較是否後熟化過程可以降低產品的翹曲量。
    在後熟化過程的模擬中,使用的是黏彈性質的分析,要輸入包括麥斯威爾模型、WLF公式、熱膨脹係數…等參數。而後熟化過程中仍有些許的熟化度變化,所以在整個過程中的麥斯威爾模型也會隨著溫度或是熟化度不同而不同,也就是存在著溫度轉換因子aT以及熟化度轉換因子aC的關係。而此模擬也利用些許的數學運算,將兩種轉換因子考慮至模擬之中,以期達到模擬與實驗值更加吻合的目的。

    To meet customers’ demands in electronic products, all products are regarded to achieve the goals of light, small, convenient and good reliability. Epoxy molding compound (EMC) is a commonly used material in IC packaging. One of its serious defects is warpage. Warpage issue plays an important role in IC encapsulation processes to all engineers. Based on experiments and previous researches, the amount of warpage would reduce if putting the products in a high temperature (above glass transition temperature) environment such as an oven. This process is called post mold cure process (PMC). To simulate the post mold cure process, this thesis used three softwares including InPack, Moldex3D-RIM, and ANSYS to do simulation. The purpose of the simulation is to find out the amount of warpage after encapsulation process and after post mold cure process. The second purpose of this thesis is to verify PMC process can surely reduce the amount of warpage.
    The PMC process simulation is a viscoelastic analysis. A viscoelastic mathematic model analysis needs a lot of parameters, such as those in generalized Maxwell model, WLF equation, coefficient of thermal expansion, shear modulus…etc. Aother important prarmeters, degree of cure of epoxy, could be different during PMC process, so the generalized Maxwell model needs to be shifted by degree of cure. The study considered both temperature shift factor (aT) and cure shift factor (aC) to build correct viscoelastic properties of EMC. After building accurate viscoelatic properties of epoxy, PMC simulation would be more specific and accurate.

    中文摘要 I ABSTRACT II 致謝 IV 目錄 VIII 表目錄 XII 圖目錄 XIII 符號說明 XIX 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 IC封裝的分類 3 1-3 IC封裝製程簡介 5 1-4 IC產品的缺陷 10 1-5 文獻回顧 12 1-6 研究目的 17 1-7 本文架構 17 第二章 理論基礎 19 2-1 模流充填理論 19 2-2 黏度本質方程式 22 2-3 環氧樹酯熟化反應動力式 25 2-4 P-V-T-C狀態方程式 30 2-5 固化收縮理論 33 2-6 應力應變關係式 36 2-7 材料黏彈性概論 40 2-7-1 黏彈性模型 41 2-8 動態分析器(DMA)原理 46 2-9 時間-溫度疊加原理(THE-TIME-TEMPERATURE SUPERPOSITION PRINCIPLE) 51 2-10 WLF方程式 55 2-11 熟化度轉換因子 58 第三章 模流分析 64 3-1 建立有限元素分析模型 64 3-2 MOLDEX3D-RIM 模流分析 66 3-3 擷取模流分析檔及產生ANSYS之文字檔 75 第四章 翹曲量分析 84 4-1 翹曲量造成原因簡介 84 4-2 固化收縮及冷卻收縮翹曲量分析 87 4-2-1 基本假設 87 4-2-2 使用元素及設定邊界條件 88 4-2-3 固化收縮效應翹曲分析之負載 90 4-2-4 冷卻收縮翹曲分析之負載 91 4-2-5 模擬結果與比較 91 4-3 後熟化製程的翹曲量分析 94 4-3-1 基本假設 94 4-3-2 使用元素及設定邊界條件 95 4-3-3 考慮熟化度轉換因子的材料性質輸入 97 4-3-4 後熟化翹曲分析之負載 101 4-3-5 模擬結果與比較 102 4-4 改變玻璃轉化溫度的翹曲量模擬 106 第五章 實際案例模擬 111 5-1 分析案例有限元素模型 111 5-2 模流分析參數及結果 113 5-3 ANSYS開模翹曲量分析參數及結果 116 5-4 ANSYS後熟化翹曲量分析參數及結果 119 第六章 結論與未來展望 125 6-1 結論 125 6-2 未來展望 127 參考文獻 128 附錄 131 索引 140 自述 144

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2008-08-14公開
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