Abstract
本研究中，係利用泛用的ＡＮＳＹＳ有限元素分析軟體來模擬二維Ｊ形引腳構裝體的熱應力。研究內容包含網目密度及元素形態的探討，以及兩種不同溫度負載的熱應力研究。等溫負載用於估計構裝材料於製程中所受的熱應力大小，而非等溫負載則用於分析元件工作時所產生之熱及熱應力分布情形。在溫度分布分析中，矽晶片及封裝體的溫度受引腳長度變化的影響較明顯，但受焊錫接點幾何形狀的改變的影響則較不明顯。在表面黏著過程中，引腳長度及焊接點形狀對於焊接點的熱應力並不是重要的參數，但是焊錫接點的厚度對焊接點的可靠度影響較大。在等溫測試矩陣分析研究發現，有引腳的表面黏著元件，焊接點的熱應力主要是由區域性的熱膨脹係數差異而引起。而在非等溫測試矩陣分析中，發現選擇引腳及封裝材料對元件的散熱影響很大，焊錫接點之熱應力最小化主要是經由匹配引腳與基材的熱膨脹係數而達到，並非由匹配封裝材料與基材間的熱膨脹係數而達成。本研究亦發現大部分Ｊ形腳構裝元件裂縫發生於Ｊ行腳與焊接點的交界處，而且裂縫的發生位置與有限元素應變分析所預測的位置相符。在非線性測試矩陣分析中，焊錫為彈性－塑性體，而測試矩陣法的主要目的是用來比較Ｊ形引腳構裝體於熱衝擊測試時，焊錫接點塑性變形的大小。此外，本研究亦同時研究焊接點之空孔及介金屬化合物對於焊接點損壞的可能原因。