電子パッケージの反りが示す熱履歴によるヒステリシス挙動の解析手法の開発

Abstract

電子パッケージの反りは強度信頼性の見地から重要な要因であるが，熱履歴を受けた際にヒステリシスを示すことが少なくない。本研究では，PoP (Package on Package)のBottom Packageを対象として，熱履歴を受けた際の反りのヒステリシスの解析手法を開発した。まず，簡単の為にSiチップとシリカ含有エポキシ樹脂であるUnderfill (UF)樹脂の二層模擬パッケージを作製し，1往復の熱サイクルを受けた際の反りを計測し，熱履歴による反りのヒステリシスを生じることを確認した。そこで，UF樹脂の熱負荷前後の線膨張係数と緩和せん断弾性率をThermo mechanical analyzer (TMA)とDynamic mechanical analyzer (DMA)を用いて測定した。この結果，熱負荷前後で緩和せん断弾性率の平衡弾性率が変化することを確認した。そこで，解析途中で緩和せん断弾性率のマスターカーブを変化させて熱サイクルに伴う反りの変化を解析したところ，計測値と一致した。次に模擬PoPパッケージの反りを解析した。その結果，ほぼ実測に近い反りの解析結果を得ることができた。