(44.192.10.166) 您好!臺灣時間:2021/03/06 20:12
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:江坤煜
研究生(外文):Ku-Yu Chiang
論文名稱:封裝模壓製程之參數最佳化設計
論文名稱(外文):Parameter Optimization Design of Packaging Molding Process
指導教授:王國禎
指導教授(外文):Guo-Jen Wang
口試委員:陳昭亮苗新元
口試日期:2017-11-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
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:2017
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:IC封裝壓模製程田口實驗法反應曲面法
外文關鍵詞:IC packagecompression molding processTaguchi methodResponse surface methodology
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:765
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
近年來積體電路 ( Integrated Circuit,IC ) 朝向快速、多功能、高可靠度及外型輕、薄、短小的方向發展,隨著IC元件朝向高密度、高腳數且功能要求強大之趨勢發展的同時、模壓製程技術為現今封裝技術中,具有舉足輕重的角色。
因模壓封裝( Molding ) 為目前電子封裝中主要提供電路保護的方法之一,可使 IC 晶片封裝基板或導線架完成電路連線,以發揮電子訊息傳遞的功能,關鍵模壓製程對於良率的影響是非常重要,影響此製程品質因子為射出速度(Transfer Time)、射出壓力(Transfer pressure)、合模壓力(Clamp Pressure)、模溫(Mold Temperature)、預熱時間(Preheart Time)。
本研究以田口實驗法及反應曲面法最佳化製程參數,並利用信號雜音比 ( Signal to Noise Ratio ; S/N比 ) 之分析,找出製程最佳參數。實際實驗驗證此二方法皆可達成最佳之製程參數設計,改善製程之穩健性。
In recent years, Integrated Circuits (IC) have been developed to be fast, versatile, highly reliable, light-weight, thin and short. With the trend of high density, high pin count and strong function requirements of IC devices At the same time, the molding process technology for today''s packaging technology, has a pivotal role.
Molding is one of the main methods for providing circuit protection in electronic packaging currently. The circuit board can be connected to an IC chip package substrate or a lead frame to exert the functions of electronic messaging and influence of the key molding process on the yield is very important. The quality factors affecting the manufacturing process are Transfer Time, Transfer Pressure, Clamp Pressure, Mold Temperature and Preheart Time.
In this study, the Taguchi experimental method and the reaction surface method were used to optimize the process parameters, and the signal to noise ratio (S / N ratio) analysis was used to find the optimal process parameters. The actual experimental verification of these two methods are the best process parameters to achieve design, improve the robustness of the process.
目錄
誌謝 i
中文摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與動機 2
1.3 研究目的 2
1.4 論文架構 2
1.4.1 緒論 3
1.4.2 封裝製程及理論介紹 3
1.4.3 模壓成型製程與實驗設計 3
1.4.4 實驗結果與討論 3
1.4.5 結論與未來研究方向 3
第二章 封裝製程及理論介紹 4
2.1 封裝製程簡介 4
2.1.1 晶圓研磨(wafer backside grinding) 4
2.1.2 晶圓切割(Die Saw) 5
2.1.3 上片與烘烤(Die Bond and Curing) 5
2.1.4 銲線作業(Wire Bond) 6
2.1.5 模壓和烘烤(Molding and Post Molding Curing) 6
2.1.6 印字(Marking) 6
2.1.7 去渣及去結(De-flash and De-junk) 7
2.1.8 電鍍(Solder Plating) 7
2.1.9 彎腳成型(Forming and Singulation) 8
2.1.10 檢驗(Inspection) 8
2.2 模壓製程原理 9
2.2.1 模壓製程與參數的關係 9
2.3 樹脂的特性 10
2.3.1 模壓樹脂 10
2.4 Wire Sweep 特性 12
2.4.1 Wire Sweep機制 12
2.4.2 Wire Sweep 量測方式 12
2.5 田口式品質工程方法 13
2.5.1 田口實驗計畫法 13
2.5.2 品質特性的種類 14
2.6 反應曲面工程方法(Response Surface Methodology, RSM) 15
2.6.1 基本概念 15
2.6.2 數學模式 16
2.6.3 反應曲面法的優點 17
第三章 實驗方法與步驟 19
3.1 實驗設備與軟體 19
3.1.1 模壓機 19
3.1.2 X-RAY機 20
3.2 Jmp軟體介紹 21
3.3 模壓成型材料 21
3.3.1 樹脂特性 21
3.3.2 導線架 24
3.4 影響模壓品質之可能因素分析 25
3.5 模壓相關參數 26
3.6 實驗設計 26
3.7 實驗產品基本資訊 30
3.8 結語 31
第四章 實驗結果與討論 32
4.1 田口法實驗結果與分析 32
4.1.1 Fit Y by X 檢定 33
4.1.2 實驗後最佳化預測 40
4.1.3 模擬計算之最適化預測 41
4.1.3.1 S/N比最適化預測值 41
4.1.3.2 模擬計算與實際射出之驗證實驗 41
4.2 反應曲面法結果與分析 43
4.2.1 模擬計算與實際射出之驗證實驗 50
4.2.2 實驗結果與改善成效 51
第五章 結論及未來研究方向 52
5.1 研究成果 52
5.2 未來展望 53
參考文獻 54
圖目錄
圖2-1 導線架封裝站別流程圖 4
圖2-2研磨機依所需厚度作晶圓背面研磨 5
圖2-3晶片切割製程 5
圖2-4銀膠固定晶片與烘烤固化製程 6
圖2-5金線連結鋁墊與導線架傳遞訊號 6
圖2-6模壓可保護IC內部的晶片和金線 6
圖2-7在膠體表面蓋上標記 7
圖2-8利用刀具將導腳與導腳間的結線去結 7
圖2-9為保護銅底材、防止氧化之電鍍 7
圖2-10彎腳成型 8
圖2-11封膠程序,樹脂注入IC圖[10] 9
圖2-12 M/C 黏度/Mold時間關係[10] 11
圖2-13硬化臨界點/溫度關係[10] 11
圖2-14硬化/時間關係[10] 11
圖2-15 WIRE SWEEP 量測方式 12
圖2-16反應曲面法之運作流程 17
圖3-1 TOWA模壓機[27] 19
圖3-2 TOWA模壓機機構圖示 20
圖3-3 X-RAY機[28] 20
圖3-4樹脂示意圖 22
圖3-5熱固性樹脂鏈結反應(1)[8] 23
圖3-6熱固性樹脂鏈結反應(2)[8] 24
圖3-7導線架 25
圖3-8影響wire sweep 魚骨圖 25
圖3-9研究流程圖 27
圖3-10田口法實驗DOE 條件畫面 28
圖3-11實驗之Bonding圖 31
圖4-1 Fit Y by X 檢定 33
圖4-2 Oneway Analysis SN Ratio by 射出壓力 34
圖4-3 Oneway Analysis SN Ratio by 合模壓力 35
圖4-4 Oneway Analysis SN Ratio by 射出時間 36
圖4-5 Oneway Analtsis SN Ratio by 上模溫 37
圖4-6 Oneway Analysis SN Ratio by 下模溫 38
圖4-7 Oneway Analysis SN Ratio by 預熱時間 39
圖4-8 S/N因子反應圖 40
圖4-9 S/N比最適化預測值 41
圖4-10 Profiler預測wire sweep結果 42
圖4-11實際量測結果 43
圖4-12 Response suface Design 設計實驗項目 44
圖4-13因子交互項目關聯表 47
圖4-14 Interaction Profiles 因子交互表 48
圖4-15等高線圖 49
圖4-16反應曲面圖 49
圖4-17反應曲面之最佳化因子參數建議結果 50
圖4-18實物量測Wire sweep結果 50
圖5-1 wire short 現象 52
圖5-2 不良率PPM推移 53
表目錄
表2-1品質特性與損失函數[9] 15
表3-1樹脂成份表 23
表3-2 wire sweep之實驗參數名稱與功能說明 26
表3-3田口法實驗組合組別 29
表3-4影響wire sweep之參數實驗計劃 30
表4-1田口法實驗結果 32
表4-2 S/N反應表 40
表4-3最佳化之預測參數組合 41
表4-4實際射出與模擬比較 43
表4-5反應曲面法實驗結果 45
表4-6實際射出與模擬計算 51
表4-7 最佳化之成型條件與原參數 51
表4-8 各組Wire sweep 比較 51
參考文獻
[1] 余峻瑜譯,基礎統計學初版(Modern Elementary Statistics),全華科技圖書股份有限公司,民國93年。
[2] 張瑞慶譯,非傳統加工,高立圖書,民國84年。
[3] 張豐程,“IC封裝製程中影響銲線品質之參數最佳化研究” 碩士論文,國立高雄第一科技大學機械與自動化工程系 ,2003。
[4] 徐業良,工程最佳化設計,宏明圖書有限公司,民國84年。
[5] 葉怡成,實驗計劃法-製程與產品最佳化,五南圖書出版股份有限公司,民國90年。
[6] 詹長岳,“金屬走線於模壓樹脂晶圓級封裝之研究” 碩士論文,國立彰化師範大學機電工程學系機電工程碩士班,2012。
[7] 紀博竣,“結合田口實驗法與反應曲面法於射出成型參數最適化之研究” 碩士論文,建國科技大學機械工程系暨製造科技研究所,2013。
[8] 黃炳耀,“應用田口方法於改善IC封裝製程翹曲之研究” 碩士論文,國立雲林科技大學工業工程與管理研究所,2011。
[9] 朱言主, “IC封裝模具黏模效應之研究” 碩士論文,國立成功大學工程科學研究所 ,2001。
[10] 孫志強,精密射出成形技術,塑膠世界雜誌社,1997。
[11] M. Yuki, Shimodate Works Epoxy molding Compound Development Dept., Hitachi Chemical Co. Ltd.
[12] B. A. Chapman, H. D. DeFord, G. P. Wirtz and S. D. Brown, in: Technology of Glass, Ceramic, or Glass-Ceramic to Metal Sealing, W. E. Moddeman, C. W. Merten and D. P. Kramer(Eds), MD-Vol. 4,pp. 77-87. American Society of Mechanical Engineers, New York, 1987.
[13] Myers, R. H., Montgomery, D. C.,” Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments, 2nd edition, John Wiley and Sons”, New York, NY, 2002.
[14] L. S. Turng, M. Peic, D. K. Bradley, “Process Simulation and Optimization for Injection Molding :Experimental Verification and Field Application”, Journal of Injection Molding Technology, Vol.6, No. 2, p.143-155, 2002.
[15] E. Wiklund, and P. S. Wiklund, “Widening the six sigma concept: An approach to improve organizational learning”, Total Quality Management, 13, 2, pp.233-239.
[16] R. S. Kenett, S. Zacks,”Modern Industrial Statistics with applications in R, MINITAB and JMP Second Edition”, 2014
[17] M. S. Phadke, “Quality engineering using robust design,AT&T Laboratories”, 1989。
[18] R. L. Frutiger, “The Effect of Flow on Cavity Surface Temperatures in Thermose t and Thermoplastic Injection Molding,” Ploym. Eng. Sci., 26, 243-254, 1986.
[19] C. C. Lee and C. L. Tucker III, “Flow and Heat Transfer in Compression Mold Filling,” J. Non-Newtonian Fluid Mech., 245-264, 1987.
[20] I. Ko, Y. Ki, “Effect of Postmold Curing on Plastic IC Packaging Reliability, ” Journal of Applied Polymer Science, Vol. 69, pp2187-2193 ,1998.
[21] V. H. Kenner, B. D. Harper, and V. Y. Itkin, “Stress Relaxation in Molding Compounds,” Journal of Electronic Materials, Vol. 26, No. 7, pp.821-826, 1997.
[22] G. Taguchi, “Quality Engineering in Japan”, Bulletin of the Japan Society of Precision Engineering, Vol.19, No.4, p.237-242, 1985.
[23] D.G. Yang, K.M.B. Jansen, L.J. Ernst, G.Q. Zhang, W.D. van Driel, H.J.L. Bressers, X.J. Fan, “Prediction of Process-Induced Warpage of IC Packages Encapsulated with Thermosetting Polymers,” Electronic Components and Technology Conference, pp98-105, 2004.
[24] K.M.B. Jansen, L. Wang, D.G. Yang, C. van’t Hof, L.J. Ernst, H.J.L. Bressers and G.Q. Zhang “Constitutive Modeling of Moulding Compounds”, Electronic Components and Technology Conference, pp.890-894, 2004.
[25] S.J. Chang and S.J. Hwang, “Design and Fabrication of an IC Encapsulation Mold Adhesion Force Tester,” IEEE Transaction on Electronics Packaging Manufacturing, vol. 26, no. 4, pp. 426-432, 1999.
[26] “Test Method for Measurement of Adhesive Strength Between Leadframes and Molding Compounds,” STD. SEMI G69-0996, 1996.
[27] http://www.towajapan.co.jp
[28] http://www.yxlon.com
[29] SAS Institute, 2013, JMP® 11 Design of Experiments Guide。
電子全文 電子全文(本篇電子全文限研究生所屬學校校內系統及IP範圍內開放)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔