封裝翹曲(Warpage)是指半導體封裝從平坦狀態彎曲成弓形的現象,或其翹曲的大小。封裝是將矽晶片、封膠樹脂、IC載板、焊料等熱膨脹係數不同的材料貼合而成,因此溫度變化時,各材料伸縮量的差異會使整體彎曲。這與雙金屬片隨溫度彎曲的原理相同。
封裝翹曲的問題在於,不只大小,連方向也會隨溫度改變。例如室溫下呈中央下凹的形狀,在熔化焊料的迴焊高溫(峰值約260℃)下卻變成中央上凸的形狀。BGA等封裝在迴焊中翹曲過大時,會發生部分錫球未接觸基板焊料(空焊)、熔融焊料相互連接(橋接),或錫球與焊料未熔合、彷彿頭枕在枕頭上的不良(枕頭效應,head-in-pillow)。因此,會以一邊加熱一邊量測翹曲的陰影疊紋法(shadow moiré)等,評估整個組裝溫度範圍內的翹曲。
在AI用的大型封裝中,翹曲是特別重大的課題。在1個基板上搭載大型晶片、中介層及多顆HBM的封裝面積大,即使些微彎曲,邊緣的位移也會很大。對策包括調整封膠樹脂或底部填充膠的熱膨脹係數・彈性模數・玻璃轉移溫度、使基板層結構對稱化,以及安裝抑制翹曲的金屬加強框(stiffener)等。熱膨脹係數接近矽的玻璃基板(glass core),也被期待作為抑制翹曲的手段。