在競爭激烈的電子產業裡，如何快速有效且成本低廉的測試產品可靠度成為一項重要的議題，測試產品可靠度主是要採用加速壽命試驗，加速壽命的方式可以分為實體試驗與軟體模擬兩個方式，其中軟體模擬是低成本且快速的方法，實體試驗的優勢是實驗數據與產品較為接近，本文以製程、材料與可靠度等角度來探討實體試驗與軟體模擬的關係，並以此訂定一個比例因子的概念，比較兩種的溫度範圍水準的軟體模擬與實驗數據，嘗試找出實體試驗與軟體模擬間的轉換方式。在找到轉換的比例因子後，以有限元素軟體去模擬四點點膠與L型點膠兩種點膠方式後，再藉由比例因子去轉換成實體試驗的實驗數據，以期實驗數據能更接近實體產品，接著評估何種方式對提升錫球的可靠度有較大的幫助與預估實體產品在兩種點膠後的錫球疲勞壽命。
本文以有限元素軟體Ansys模擬八分之一的晶片尺寸構裝CSP (Chip Scale Package, CSP)封裝的3D實體模型，在-40℃到100℃與-40℃到150℃兩種循環溫度熱衝擊下的錫球疲勞壽命，在與實體試驗的論文實驗數值相比較，比較結果發現在兩種不同的溫度應力下，軟體模擬與實體試驗的比例因子相當接近， 在藉由此比例因子的轉換下，可以知道在實體實驗下，L型的點膠可以承受18733次的溫度循環會優於四點點膠的4334次溫度循環。

致謝 ............................................................... I
摘要 .............................................................. II
摘要 ............................................................. III
目錄 .............................................................. IV
圖目錄 ............................................................ VI
表目錄 .......................................................... VIII
第一章、緒論 ................................................................. 1
1.1 研究背景與動機……………………...……………………………………...1
1.2 研究目的……………………………………………………………………..4
1.3 研究範圍與限制……..………………………………………….…………...7
1.4 研究流程……………………………………………………………………..7
1.5 論文架構……………………………………………………………………..9
第二章、文獻探討 .................................................. 10
2.1熱循環試驗……………………………………………………………..…...10
2.2有限元素軟體分析………………………………………………..………...11
2.3熱疲勞壽命預測…………………………………………………………….13
第三章、理論基礎 ................................................... 18
3.1 降伏條件………………………………………………...……………….....18
3.2 硬化法則………………………………………………...……………….....19
3.3 潛變………………………………………………...……………….............22
3.4 非線性的收斂準則……………………………………...……………….....24
3.5 疲勞理論………………………………………………...……………….....25
3.5.1 Coffin-Manson 疲勞壽命理論…………………….……………….27
3.5.2 Engelmaier 關係式………………………………...……………….28
3.5.3 Zahn 關係式………………………………...……………………….30
3.5.4 Syed 關係式………………………………...……………………….31
3.6 有限元素法………………………………………………...……………….31
3.6.1 元素、截面及材料定義……………………………………………32
3.6.2 建立幾何模型……………………………………...………………33
3.6.3 指定材料…………………………………………………………….33
3.6.4 網格…………………………………………………..……………33
3.6.5 負載及夾持………………………………...………………………34
3.6.6 分析…………………………………………………………….........34
3.6.7 結果…………………………………...…………….……………….34
第四章、有限元素法 ................................................. 35
4.1 實體模型分析……………………………………………….....................35
4.2 前處理………………………………………………..........................37
4.2.1 材料定義…………………………………….......……..................…37
4.2.2 元素……………………………………...……..................…………40
4.2.3 建立幾何模型、指定材料及網格化……………………………….41
4.3 求解……................…………………………………………......41
4.3.1 負載及邊界條件……………………………………..……………42
4.3.2 非線性選項之設定………………………...………………………45
4.4 後處理器…………………………………...……………………………….46
第五章、結果分析與可靠度改善 .......................................47
5.1 錫球的塑性應變…………………………………………….....................47
5.2 錫球的潛變應變……………………………………......................50
5.3 疲勞壽命……………………………………………………..........53
5.4 錫球的可靠度改善…………………………………....................55
5.4.1 四點點膠……………………………………………..……………56
5.4.2 L 型點膠……………………………………...……………………58
第六章、結論與展望 .................................................. 60
6.1 結論與建議…………………………………………….......................60
6.2 未來展望……………………………………................................61
參考文獻 .......................................................... 62

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