銅與環氧樹脂封膠界面受循環負載下之疲勞裂紋成長

  • 陳 昱仁

學生論文: Master's Thesis

摘要

目前電子封裝產業為提高電子元件中積體電路的密度,採用多層互連的結構,相異材料界面因熱膨脹係數不匹配的現象成為關鍵失效的原因之一,其中銅與環氧樹脂封膠為現今電子元件中常見的相異材料界面之一,由於金屬與高分子材料間無法產生強勁的金屬鍵和共價鍵,故此類界面的脫層經常是造成失效原因,彰顯出此種界面可靠度的重要性,故本研究開發出的量測系統將以銅與環氧樹脂封膠為目標界面,建立其疲勞裂紋成長模型。 由於現今對於材料界面的混合模式下疲勞裂紋成長特性資料匱乏,為了預測相異界面及相關結構的可靠度,本研究發展一套量測材料受混合模式固定相位角下的疲勞成長特性的儀器,透過NI CompactRIO平台搭配其運動控制模組,控制兩顆音圈馬達對混合模式彎曲樑施加不相等的作用力以構成混合模式彎曲,實驗透過量測試件開口量與作用力得到當次循環的柔量值(compliance),運用彈性基底樑理論以柔量值計算其相對應的裂紋長度,並透過解析解得到應變能釋放率,再由程式回饋計算下一周次的施力大小,以確保相位角不變,由此得到銅與環氧樹脂封膠界面受疲勞負載下,疲勞特性常數n隨著相位角提高而下降,透過此實驗所得到的疲勞特性常數配合電子元件中界面缺陷成長模擬,可評估元件可靠性,減少研發所需的成本與時間。
獎項日期2017 八月 29
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監督員Tz-Cheng Chiu (Supervisor)

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