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研究生:楊文芳
研究生(外文):Wen-Fang Yang
論文名稱:覆晶封裝在熱壓合製程中構裝元件之應力與變形分
論文名稱(外文):Stress and deformation analysis of constructed components in theprocess of thermo-compression bonding for the Flip-Chip packaging
指導教授:黃世疇
指導教授(外文):Shyh-Chour Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
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:2008
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:覆晶封裝COG製程有限元素法凸塊
外文關鍵詞:Flip-Chip PackagingCOG processFinite Element MethodBump
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本文針對COG(Chip On Glass)製程中,對於熱壓合時晶片凸塊所受到的應力做分析
與探討。由於凸塊的應力狀况與分布會直接影響導電粒子的破裂情形,使得凸塊、導電粒子
及玻璃基板的導電端子三者之間的電氣特性受到影響。本文使用Ansys有限元素軟體模擬製
程中參數條件與凸塊應力分佈之間的關係,再進行參數條件的變更分析以及實驗樣本的比較
對照,以探討在不同參數條件下凸塊應力分佈狀况。

由研究結果顯示,改變熱壓合的壓著時間,對於凸塊應力值及應力分佈影響程度較小;
而在改變壓著溫度時,則對凸塊的應力有一定程度的影響。對於晶片的翹曲,係受構裝元件
材料的熱膨脹係數不匹配所導致,同樣在經由有限元素分析後,可以得到在不同的溫度條件
下晶片的翹曲量。
This thesis analyses the stress of IC chip bumps under pressure
and heat loading during the thermo-compression bonding in the process
of Chip On Glass (COG). The bumps stress and distributions will
directly influence to the deformation of conducting particles,
and further affect the electrical specifications among the bumps,
conducting particles and the glass conductive coatings. The
correlation between the parameters of mock process and bumps stress
distributions is compared by finite element analysis. The results of
experiments changing with the parameters are also compared. Then the
conditions of the bumps stress distributions which under the ifferent
parameters can be examined.

The result reveals that when changing the condition of the time
during the process of thermo-compression bonding, the affection of
the bumps stress and its distributions is small. But when changing
the temperature condition, it has the moderate influence to the
bumps stress. Moreover, the warp of IC chip resulted from the
coefficient of thermal expansion of the constructed component
materials not matched. After the finite element analysis, the
differences of chip’s warp which under the different temperature
condition also can be detected.
目錄
摘 要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
符號表 X
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧與探討 2
1.3 研究動機與目的 3
1.4 論文架構簡介 5
第二章 電子構裝技術之應用 7
2.1 電子構裝層次與功能 7
2.2 打線接合(Wire Bonding) 9
2.3 捲帶自動接合(Tape Automated Bonding, TAB) 10
2.4 覆晶接合(Flip Chip, FC) 11
第三章 覆晶封裝技術在液晶顯示器之應用 12
3.1 覆晶封裝技術介紹 12
3.1.1 TCP (Tape Carrier Package) 13
3.1.2 COG (Chip On Glass) 15
3.1.3 COF (Chip On Film) 16
3.2 異方性導電膠之應用原理 18
3.3 COG製程說明 20
3.4 COG製程之應用理論 25
3.4.1 熱傳導理論 25
3.4.2 熱應力分析 29
第四章 COG熱壓合製程之有限元素分析及實驗 30
4.1 COG製程參數條件 30
4.2 熱壓合參數條件變更說明 31
4.3 有限元素分析 32
4.3.1 順序耦合分析法 32
4.3.2 假設條件 36
4.3.3 Ansys分析流程 37
4.3.4 選用元素說明 38
4.3.5 材料性質 38
4.3.6 建立實體模型及網格分割 39
4.3.7 邊界條件設定及求解 41
4.3.8 分析結果資料處理 42
4.4 COG製程條件變更之模擬分析 43
4.4.1 時間條件變更 43
4.4.2 溫度條件變更 43
4.4.3 溫度及時間條件變更 44
4.5 COG製程條件變更之實驗部份 45
第五章 結果與討論 47
5.1 溫度模擬分析結果 47
5.2 應力分佈模擬分析結果 50
5.2.1 入力端及出力端凸塊應力分析 50
5.2.2 左、右側凸塊應力分析 53
5.3 時間條件變更之應力分析結果 54
5.4 溫度條件變更之應力分析結果 57
5.5 溫度及時間條件變更之應力分析結果 61
5.6 晶片翹曲模擬分析結果 67
5.7 實驗樣本驗證結果 69
第六章 結論及未來展望 72
6.1 結論 72
6.2 未來展望 73
參考文獻 74
個人資料 76
參考文獻
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