製程參數分析

尚未有相關文獻對熱塑性 NCF 應用於 COF 的封裝材料之研究，只有熱固性 NCF 之應用，其熱固性 NCF 是藉由 NCF 材料本身固化產生應力來維持內引腳與 金凸塊的電性導通，但本研究是以共晶接合方式將內引腳與金凸塊焊接在一起，

以 NCF 作為保護電路的封裝膠材，所以須將共晶接合之可靠度作為一項重要的 製程實驗。試驗方式將 NCF 膠膜用 ACF Bonder 先貼附在軟性電路板上作為 Under-fill 的封裝材料，然後使用 Flip-Chip Bonder 設備以共晶接合方式進行壓 合，藉由共晶接合之後觀察分析其接合可靠度，是否因 NCF 貼附於軟性電路板

上有所影響。

以25 μm 高密度間隙軟膜晶粒接合的參數進行確認，發現其內引腳與金凸塊 及 NCF 接合後共晶狀況分析如圖 4-10 所示，及共晶 EDS 分析如圖 4-11 所示；

共晶區的層狀組織已有構成表示金錫有相互反應，純錫（熔點232 ℃）會形成液 相，反應初步 Sn rich phase 會先形成熔點為 217 ℃的 Sn rich phase Au/Sn eutectic，由於金在錫中的擴散速度大於錫在金的擴散，Sn rich phase 會形成 η 相

（AuSn4），再形成ε 相（AuSn2），若有足夠的反應時間，則金錫會完全反應，

表示內引腳與金凸塊共晶接合時並不會因 NCF 介於兩者之間而導致共晶反應不 足影響可靠度的問題。再者，NCF 為高分子材料故不會與錫金產生共融現象。也 因為共晶溫度已遠遠超過NCF 軟化溫度，以熱壓共晶接合時因 NCF 已呈現液態 狀，也就是在內引腳與金凸塊接合時可以讓NCF 排出兩接合的介面。

圖4-10 NCF 共晶狀況

圖4-11 共晶 EDS 分析 金凸塊

Cu

Sn/Cu 合金

Sn/Au 共晶區

Au5Sn

NCF

剝離後狀況以電子顯微鏡橫截面檢視內引腳與金凸塊之間是否有間隙，結果 如圖4-12 所示，內引腳與金凸塊的接合強度不單只是共晶反應是否足夠，另外還 需搭配接合時的壓力與時間，若無適當的壓力及足夠的時間則造成假焊的現象；

表示內引腳與金凸塊只是表面上有接觸，但實際上內引腳並未壓入金凸塊內，於 剝離時有內引腳被拉起的情形換言之就是在內引腳與金凸塊接合面有間隙；結果 顯示出在內引腳與金凸塊接合面不會因NCF 在其介面因而有間隙產生，主要原 因是接合時Tool 高溫讓 NCF 以變成液態狀(＞200 ℃)，所以於壓合瞬間金凸塊下 壓至內引腳時將液態狀NCF 擠壓排出內引腳表面而不會在兩者接合時產生間隙 導致電極間電性傳導失效影響可靠度。

Cross section view

圖4-12 剝離後共晶接合截面 NCF

NCF Flex substrate

Chip

Inner lead

Au Bump

4.2.2 除泡與烘烤參數(Voidless and Post Curing parameters)