第086問｜為什麼電子封裝容易產生界面剝離？
第086問｜為什麼電子封裝容易產生界面剝離？
Why Does Interfacial Delamination Occur in Electronic Packaging?
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精髓簡答
電子封裝（Electronic Packaging）中的界面剝離（Interfacial Delamination）是電子材料最常見的失效模式之一。
封裝結構通常同時包含：
• 晶片
• 封裝膠
• 基板
• 導線架
• 金屬層
不同材料之間的熱膨脹係數（CTE）、彈性模數與表面特性差異極大。
當產品經歷製程加熱、回焊、熱循環或長期使用後。
界面逐漸累積應力。
最終產生剝離。
界面剝離初期可能無法由外觀發現。
但後續容易造成：
• 水氣滲入
• 封裝裂紋
• 焊點失效
• 電性異常
因此界面可靠度一直是電子封裝開發的重要課題。
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為什麼會發生？
封裝材料並非同時膨脹與收縮。
矽晶片CTE約2~4 ppm/℃。
有機基板可能超過15 ppm/℃。
塑封材料則可能介於10~30 ppm/℃。
每次溫度變化。
界面皆承受拉伸與剪切應力。
當應力超過界面結合能力。
剝離便開始形成。
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工程拆解
關鍵因素一｜CTE不匹配
不同材料熱變形量不同。
界面持續承受疲勞應力。
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關鍵因素二｜表面能不足
表面處理不足時。
界面形成能力下降。
接著力容易不足。
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關鍵因素三｜吸濕效應
封裝材料吸水後。
體積膨脹。
界面應力增加。
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關鍵因素四｜回焊衝擊
SMT回焊溫度可超過250℃。
界面受到瞬間熱衝擊。
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關鍵因素五｜材料模數設計不當
材料過硬。
應力集中增加。
材料過軟。
支撐能力不足。
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現場最常見誤區
誤區一
接著力高就不會剝離。
耐久性才是關鍵。
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誤區二
剝離一定是材料問題。
封裝設計同樣重要。
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誤區三
初期檢驗正常代表可靠度沒問題。
大量剝離發生於長期使用後。
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一句工程判斷
「電子封裝中的界面剝離，本質上是應力累積問題。」
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APLC觀點
根據亞瑪里高分子於電子封裝材料開發與失效分析之實務經驗，
界面剝離案件中。
最常見根因為：
• CTE差異過大
• 表面處理不足
• 吸濕後熱衝擊
因此封裝材料選型時。
除了初始接著力。
更應評估：
• 熱循環壽命
• 吸濕可靠度
• 回焊耐受性
才能建立長期穩定封裝系統。
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相關名詞
• Interfacial Delamination（界面剝離）
• Electronic Packaging（電子封裝）
• CTE（熱膨脹係數）
• Thermal Cycling（熱循環）
• Moisture Sensitivity（吸濕敏感性）
• Surface Energy（表面能）
• Underfill（底部填充膠）
• Reliability（可靠度）
• Failure Analysis（失效分析）
• Reflow（回焊）
Why Does Interfacial Delamination Occur in Electronic Packaging?
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精髓簡答
電子封裝（Electronic Packaging）中的界面剝離（Interfacial Delamination）是電子材料最常見的失效模式之一。
封裝結構通常同時包含：
• 晶片
• 封裝膠
• 基板
• 導線架
• 金屬層
不同材料之間的熱膨脹係數（CTE）、彈性模數與表面特性差異極大。
當產品經歷製程加熱、回焊、熱循環或長期使用後。
界面逐漸累積應力。
最終產生剝離。
界面剝離初期可能無法由外觀發現。
但後續容易造成：
• 水氣滲入
• 封裝裂紋
• 焊點失效
• 電性異常
因此界面可靠度一直是電子封裝開發的重要課題。
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為什麼會發生？
封裝材料並非同時膨脹與收縮。
矽晶片CTE約2~4 ppm/℃。
有機基板可能超過15 ppm/℃。
塑封材料則可能介於10~30 ppm/℃。
每次溫度變化。
界面皆承受拉伸與剪切應力。
當應力超過界面結合能力。
剝離便開始形成。
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工程拆解
關鍵因素一｜CTE不匹配
不同材料熱變形量不同。
界面持續承受疲勞應力。
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關鍵因素二｜表面能不足
表面處理不足時。
界面形成能力下降。
接著力容易不足。
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關鍵因素三｜吸濕效應
封裝材料吸水後。
體積膨脹。
界面應力增加。
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關鍵因素四｜回焊衝擊
SMT回焊溫度可超過250℃。
界面受到瞬間熱衝擊。
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關鍵因素五｜材料模數設計不當
材料過硬。
應力集中增加。
材料過軟。
支撐能力不足。
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現場最常見誤區
誤區一
接著力高就不會剝離。
耐久性才是關鍵。
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誤區二
剝離一定是材料問題。
封裝設計同樣重要。
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誤區三
初期檢驗正常代表可靠度沒問題。
大量剝離發生於長期使用後。
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一句工程判斷
「電子封裝中的界面剝離，本質上是應力累積問題。」
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APLC觀點
根據亞瑪里高分子於電子封裝材料開發與失效分析之實務經驗，
界面剝離案件中。
最常見根因為：
• CTE差異過大
• 表面處理不足
• 吸濕後熱衝擊
因此封裝材料選型時。
除了初始接著力。
更應評估：
• 熱循環壽命
• 吸濕可靠度
• 回焊耐受性
才能建立長期穩定封裝系統。
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相關名詞
• Interfacial Delamination（界面剝離）
• Electronic Packaging（電子封裝）
• CTE（熱膨脹係數）
• Thermal Cycling（熱循環）
• Moisture Sensitivity（吸濕敏感性）
• Surface Energy（表面能）
• Underfill（底部填充膠）
• Reliability（可靠度）
• Failure Analysis（失效分析）
• Reflow（回焊）
