底填封膠製程參數優化研究
底填封膠製程參數優化研究
黃乾怡 陳重任
華梵大學工業工程與經營資訊研究所
jayhuang@cc.hfu.edu.tw ;m9101009@cat.hfu.edu.tw
摘要
為了提昇電子產品的可靠度,製造過程中通常會針對電路板上的重要元件進行底填封膠(Underfill)點膠製程。本研究中乃是以玻片模擬底填封膠在元件基板與印刷電路板間隙層內的流動行為。在實驗過程中,考量底填封膠的黏稠度、退冰次數、基板預熱溫度與膠材使用時間等因子。使用田口方法的L9 直交表來進行實驗規劃。並針對實驗數據進行變異數分析、反應曲面分析並建立迴歸方程式。以實驗數據分析結果,提供並建議給予業者點膠製程之最佳參數組合。
關鍵詞:底填封膠、消費性電子產品、田口方法、反應曲面法、多元歸方程式
1. 導論
近年來由於消費性電子產品的使用者需求持續提昇,使得產品除了必須滿足輕、薄、短、小的基本要求外,更需符合高可靠度之要求。為提昇使電子產品在出廠前的品質與可靠度水準皆達到顧客的要求,首先除了需嚴格執行進料檢驗以降低元件之不良率外,其次更需要加強元件與電路板之銲合品質。強化銲合品質的方式眾多,其中以底填封膠的點膠作業方法最為顯著。底填封膠之點膠製程技術乃源起於電子封裝製程中,由於其具有防潮、抗震及緩衝因材料不匹配所產生的應力等優點,故該製程技術已逐漸廣泛的應用在表面黏著製程尾端。
在底填封膠點膠製程中,膠體流動特性的良窳對產品的生產週期時間影響甚鉅。一個良好的點膠製程,首先必須確實掌控膠體的流動特性。膠體流動的驅使力主要視膠體、基板與錫球三者間的黏滯力大小而決定[1]。故增加膠體的黏滯力將可以大幅提昇膠體在間隙中的流動性,進而增加膠體流動性且縮短其在固定距離下的總流動時間。本研究為觀察膠體的流動行為,在與合作廠商的工程技術人員研究後決定取兩片相同尺寸的玻璃實驗試片,並在其夾層間置入0.2mm 的鋼質塊規,藉此模擬手機的印刷電路板與CSP 元件之銲合間隙,並觀測膠體在基板與元件間隙中的流動行為。實驗過程中透過馬錶計時的輔助,觀察且記錄膠體在不同距離下所需要的流動時間。
由於影響膠體流動速率的因素眾多,且目前亦無明確的參數水準可依循,故本研究決定以田口品質工程方法來規劃底填封膠的流速實驗,並擷取膠體在不同觀測距離下的流動時間做為實驗的反應變數。本實驗最終期待藉由田口方法中的望小”品質特性分析方法,找尋在各種觀測距離下的最短流動時間參數組合,並在統計分析方法的原則下確認實驗模型之適當性且建構各觀測實驗之迴歸模型。
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