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國立中山大學 機械與機電工程學系研究所 吳美玲所指導 藍嘉昇的 微電子封裝系統之熱、機械、掉落及熱機械失效分析 （2020），提出abf載板結構關鍵因素是什麼，來自於彎矩負載、掉落測試、脫層失效、後熟化製程、預處理測試、失效模式與影響分析。
而第二篇論文國立陽明交通大學 理學院應用科技學程 陳冠能、李昌駿所指導 李鴻志的 以材料模擬分析進行具銅柱之層疊封裝結構翹曲估算 （2020），提出因為有 彎翹模擬估算、異質整合封裝、有限元素分析、層疊封裝疊構載板、材料等效方法的重點而找出了 abf載板結構的解答。
abf載板結構進入發燒排行的影片
IC載板可以說是近年來帶動半導體供應鏈缺貨的關鍵瓶頸，尤其又以其中的ABF載板，在5G/AI/高速運算的需求下，估計供不應求將維持數年時間，其中全球ABF載板龍頭廠欣興電子，更提早在2018年看到產業結構以及產品設計的改變，早在2019年即領先產業開啟擴產第一槍，迎接產業谷底反彈的契機，並大動作的投下資本支出，配合客戶往更高階的技術合作開發，為下世代的技術做好準備。
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微電子封裝系統之熱、機械、掉落及熱機械失效分析
為了解決abf載板結構 的問題，作者藍嘉昇 這樣論述：
本論文集結各式封裝的型態，以深入探討環境(機械、熱機械、熱及掉落測試)對微電子封裝之影響，並結合模擬模型、理論模型及實驗測試來建立一精準預測失效模型。本論文研究分為兩部分：(1)理論推導與電腦模擬理論探討及(2)案例分析。第一部分為利用理論模型及模擬模型相互驗證及物理性質分析，以了解Three Dimensional Integrated Circuit (3D IC)封裝在運作時之晶片溫度，以及錫球柵陣列封裝(Ball Grid Array, BGA)承受彎矩負載下之錫球應力。第二部分以推導理論方程式為基礎，應用於案例分析，來深入探討薄型精細球柵陣列(Thin Fine-pitch Bal
l Grid Array, TFBGA)封裝之掉落測試，以及扁平式封裝(Quad Flat Package, QFP)與方型扁平式無引腳封裝(Quad Flat No-Leads, QFN)之脫層失效。 在理論推導與電腦模擬理論探討中，BGA封裝之理論模型能計算非連續性錫球的應力，並能考慮不同晶片尺寸對於錫球應力之變化。由於理論模型與模擬模型之相對誤差能達到1%以內，故可證明理論模型能完整地分析在彎矩負載下之錫球應力。結果亦顯示當晶片尺寸佔整體封裝約75%以上，最外側錫球應力開始逐漸增加。此外，本研究提供之3D IC封裝的理論模型能考慮晶片及電路板內部水平方向的熱流傳導性質，藉由一維熱阻
及熱擴散熱阻來組成熱阻網絡以預測晶片上熱源的溫度。結果顯示理論與模擬結果之間的相對誤差能小於5%，並能得知最短的熱傳導路徑為最佳散熱路徑，另外，電路板的導熱材料及接觸面的對流係數，也能有效地對晶片模組散熱，或在晶片上方或電路板下方安裝散熱片亦可大幅提高散熱性能。 在TFBGA封裝之掉落測試中，本研究分別使用加速度邊界法及支承激振法來模擬TFBGA封裝承受衝擊掉落下的錫球應力，再搭配疲勞壽命方程式來預估在掉落測試下錫球累積失效機率10%的疲勞壽命。在探討錫球合金下，發現參雜微量鎳元素的錫球合金能抑制介金屬層的生成及提升承受掉落衝擊的能力，並可提升掉落測試的可靠度。又為了能提升錫球之疲勞壽命
的精準度，本研究執行高應變速率測試來探討錫球在不同應變率下應力與應變之關係，再利用應變率相依彈塑性模型可提升疲勞壽命的精準度，其疲勞壽命模型的精準度可達到95%以上。在QFP與QFN封裝之脫層失效分析中，發現脫層失效常發生於後熟化製程(Post Mold Cure, PMC)或預處理測試(Precondition Test)。此外，本論文會分別建立了熱應力分析之模擬模型及濕氣應力分析之模擬模型，以計算導線架上應力對於導線架與封膠間界面脫層失效之影響。結果顯示結合模擬數值及剪力測試之剪應力比例能有效且精準地判定脫層失效位置，並能考慮銅/封膠及鍍銀層/封膠之界面強度的差異。藉由本研究之理論模型、模
擬模型及實驗測試來反覆驗證，以及提升預測結果的精準度，後續將可進行失效模式與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA)及實驗設計法來擬定設計方針及改善產品可靠度。
以材料模擬分析進行具銅柱之層疊封裝結構翹曲估算
為了解決abf載板結構 的問題，作者李鴻志 這樣論述：
隨著半導體製程微縮技術繼續前進的難度日益增高，使用具高密度的異質整合封裝予以提升晶片效能為其中備受關注的一項重要解決方案。鑑於載板彎翹行為與彎翹程度對於電子封裝製程之良率與可靠度至為關鍵，本論文研究聚焦在利用有限元素分析對具銅柱之層疊封裝疊構載板，進行製程引致翹曲之模擬分析。此外實際設計實驗載板試片於各實驗製程步驟量測翹曲量已進行模擬結果之比對。在實驗載板試片設計的部分，使用玻璃基板當作載體，以半加成法逐步加工各層解離層、介電層、銅導體層，以及銅柱結構完成此載板。並於各定義之實驗步驟中量測各階段之載板試片實際彎翹量大小。而在載板彎翹模擬估算部分，除了考量試片載板製作過程中之重要參數；諸如壓力
、溫度，以及反應時間等外，並將重新佈線層中的組成材料均質化，用體積百分比法重新計算模擬所需的等效材料係數，包括剪切模數、楊式係數、熱膨脹係數以及蒲松比。藉由等效材料之技術來簡化有限元素模型，用以降低有限元素模型中的之元素數量而加速模擬時間。此外，由於實際載板試片在製作製程步驟時是以面板級之尺寸大小，故本研究分析亦考量重力的影響。 研究結果顯示，使用有限元素分析模擬各實驗步驟之載板彎翹行為與實際實驗之量測數值呈現一致趨勢；同時，在全佈板邊緣區域處發生最大之載板彎翹量，此外，本研究指出優化有限元素分析模擬步驟中之材料應力釋放溫度，可以得到較低的模擬與實際載板試片翹值數值之比對誤差。另一方面，若選
用較低熱膨脹係數的ABF材料製作實際載板試片，亦能夠得到較低之載板試片實際彎翹數值；其機制為低熱膨脹係數材料的確在載板試片製作過程的多重熱製程步驟中，可以展現出較少的材料膨脹行為，故而引致較低的載板翹曲表現。