解析結果および考察

パッケージの反りの測定には，モアレ干渉縞反り測定装置を用いた．常温～250℃ま で400secで昇温する測定を2回繰り返し，サンプル作製時の残留応力が解放された2 回目の反り結果を評価に用いた．図3.4に，2層基板を用いたパッケージの反り結果を 示す．はんだ実装部の基板面で，コーナーを対角線に結ぶ2方向で反りを測定し，3個 のサンプルの平均値を読み取って求めた．4層基板の反り量も同じ方法で求めた．次に 基板単体の反りの影響を，パッケージの反り評価に考慮する必要があるため，同一ロッ トの基板を用いて各温度での反りを測定した．2層基板，4層基板ともに3個の基板を 測定したが，サンプル間で値にバラツキはあるものの，150℃で約10～15mほどの反 り量であった．しかし，図3.4の150℃のパッケージの反りは，非常に小さく，反り量・

向きの判別がつかないほどのため，基板単体の反りの影響は検出できないと判断し，

150℃の反り量を0mmとした．反りの向きは，25℃の反りの向きを負，逆を正と定義 した．

図3.5に，２層基板の有限要素解析による反りの変形図を弾性解析の場合について示 す．弾性解析と基板の緩和弾性率を用いた粘弾性解析で反り値を算出した．弾性解析の 計算条件は，シリコンチップを実装した150℃を応力フリーとし，室温の25℃まで降 温し，反りの測定温度の250℃まで昇温して温度依存の反りを算出した．粘弾性解析は，

弾性解析の計算条件に時間条件を追加して算出した．すなわち，反り測定の昇温時間に 合わせるために300secで25℃まで降温し，その後，400secで250℃まで昇温する反 り測定と同条件で計算を行った．反り値の算出は実験データの反り値の算出方法と同じ ように，パッケージ中心とパッケージコーナー部の厚さ方向の差分から求めた．図3.6 に，実測結果，弾性解析結果および粘弾性解析結果を示す．実測結果は，4層基板の方 が，2層基板より第2章で求めた基板の見かけのCTEが大きいため，常温付近での反 りが大きくなっていることがわかる．シミュレーション結果も，ほぼ同等の傾向が出て おり，第2章で算出した基板のCTEを用いて，パッケージの反りを概ね予測すること ができることがわかった．基板の物性を弾性解析と粘弾性解で計算した結果については，

基板のガラス転移点（170℃）以上の高温域で，粘弾性解析による応力緩和の影響で反 り量が弾性解析より約10mほど小さくなり，実測値と離れる傾向になった．しかし，

高温域の実測値は約10mほどばらつきがあり，2層基板と4層基板で反り量の差異は 判断できない．よって，今後は，さらに評価サンプルを増やすなどして，実測データの 評価精度を上げ，基板の粘弾性解析の効果については，さらなる検討が必要である．

¥

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(－) warpage 25（℃）

Cross line (mm)

Warpage(mm)

150（℃）

Cross line

(+) warpage

240（℃）

Cross line

Side view

Bottom view 2 Cross line

Warpage(mm)Warpage(mm)

(mm)

(mm)

Warpage(mm)Warpage(mm)Warpage(mm)

(mm) (mm)

(mm) Cross line

Cross line

Cross line 25（℃）

150（℃）

240（℃）

2-layered PCB 4-layered PCB

Fig. 3.4 Experimental measurements of warpage for 2- layered and 4- layered PCB .

25（℃） 240（℃）

¼ Symmetry ¼ Symmetry

Fig. 3.5 Warpage of 2-layered PCB obtained by the elastic finite element analysis.

Fig. 3.6 Comparison of package warpage between experimental measurements and calculated results.