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研究生:黃郁琄
研究生(外文):Huang, Yu-Jiuan
論文名稱:半導體封裝金線橢圓幾何形狀對金線偏移勁度影響之研究與分析
論文名稱(外文):The Effect of Elliptical Cross Section of Gold Wire on Sweep Stiffness in Semiconductor Packaging
指導教授:龔皇光龔皇光引用關係
口試委員:陳鴻雄陳永璋熊仁洲
學位類別:碩士
校院名稱:正修科技大學
系所名稱:機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:金線偏移橫向位移橢圓形
外文關鍵詞:Gold wiresweep stiffnesssemiconductor packagingellipse
相關次數:
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晶片封裝製程中,金線偏移是常遇到的問題,因為目前封裝趨勢一直朝向微小型化、高腳數位化,使得金線接合間距更緊密,所以如何有效控制金線偏移過大是半導體封裝的課題。
因目前封裝材料主要仍以金線為主,如何降低金線材料成本,為本文所要探討的重點,而本文利用數值分析與龔氏方程式(Kung’s Equation)比較分析,研究橢圓形金線在長短軸比值、不同跨距及高度所得之橫向位移及偏移勁度,將所得結果進行比較分析,以研究使用較小金線線徑可節省之材料成本及造成偏移勁度影響。
Concerns about wire sweep and wire sag on the applications of the 3-dimensional packaging technology in the multi-chip module systems have been highly raised recently. Because the interconnection distance of the multi-chip modules is usually longer than that in single-chip system. As gold content accounts for the majority of bonding wire expense, wire diameter reduction is an effective way to reduce cost. However, it had been proved by authors’ previous studies that the smaller the wire diameter is used, the smaller the sweep stiffness of wire bond is. The lower sweep stiffness of the wire bond will always cause higher risk of wire sweep.
Graphically speaking, we know that two different types of ellipses: horizontal and vertical. A horizontal ellipse is short and fat if the major axis is horizontal. Similarly, a vertical one is tail and skinny if the major axis is vertical. From the bending point of view, the horizontal ellipse cross section of gold wire can provide larger bending stiffness than the horizontal ellipse cross section of gold wire does. In this study, we will utilize the advantages of an ellipse to increase the sweep stiffness of a wire bond without increase gold weight or cost. The numerical analysis of sweep stiffness of a wire bond versus different scales of ellipse diameter is conducted. The theoretical results of Kung’s equation are provided for comparison. Finally, the concept of equivalent diameter of ellipse is proposed for using smaller diameter of gold wire and to reduce the material cost in semiconductor packaging.
摘 要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vii
表 目 錄 x
符 號 說 明 xi
第1章 前言 1
1-1 概述 1
1-2 文獻回顧 5
1-2-1 晶片封裝演變概述 5
1-2-2 相關研究文獻回顧 10
1-3 研究動機 11
1-4 論文架構 12
第2章 基本理論 14
2-1 金線拖曳力 14
2-1-1 Lamb’s Model 14
2-1-2 Takaisi’s Model 15
2-1-3 Sherman’s Model 15
2-2 微金線機械性質 16
2-3 金線偏移勁度理論 18
2-3-1偏移勁度定義 18
2-3-2 Kung’s Equation 19
2-4 截面橢圓幾何形狀對偏移勁度影響 22
第3 章 數值分析 29
3-1 金線偏移數值分析 29
3-2 有限元素法 32
3-3 ANSYS模擬分析 34
第4 章 結果與討論 44
4-1 不同金線線徑所得到預測與數值比較分析 44
4-2 橢圓形金線在不同長短軸之比值影響分析 46
4-3 橢圓形金線在長短軸比值與跨距之影響分析 52
4-4 K&S不同金線材質圓形試片實驗 57
第5 章 結論與未來展望 64
5-1 結論 64
5-2 未來展望 66
參考文獻 67
附錄A 71
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