在 IC 封裝廠與 SMT 生產線上，「翹曲」是工程師最常遇到的尺寸問題之一。一片剛出爐的 BGA 封裝，外觀看起來正常，但放上量測台一掃，才發現翹曲量已超過規格。接下來就是追原因、改製程、重新送測……這樣的流程，很多封裝廠都走過不只一次。本文從基礎出發，說明封裝翹曲（Package Warpage）是什麼、為什麼會發生、如何量測，以及翹曲過大會帶來哪些實際後果。
封裝翹曲（Package Warpage）是 IC 封裝體偏離平面的變形。材料熱膨脹係數（CTE）不匹配、疊層結構與製程熱歷程都可能影響翹曲。翹曲可能改變 BGA 接點的相對位置，增加回焊後開路或橋接的風險。
IC 封裝為什麼會翹曲？根本原因是什麼？
IC 封裝通常包含矽晶片、基板和封膠。各層的熱膨脹係數、厚度與剛性不同，受熱或冷卻時會彼此拘束，因而產生應力和變形。封膠固化收縮也可能影響室溫下的形貌。
回流焊的升溫和冷卻會改變各層的相對變形。實際峰值溫度應依元件規格和組裝條件設定。
翹曲量受封裝尺寸、材料、疊層與熱歷程共同影響，應在指定量測條件下比較。
封裝翹曲有哪幾種類型？
以下以同一量測面及觀察方向說明兩種截面形貌。
中央隆起：在指定的量測面與觀察方向下，封裝中央高於邊角。
中央下凹：在相同的觀察約定下，封裝中央低於邊角。
同一封裝的翹曲方向可能隨溫度反轉。比較圖表時，應標示量測面、觀察方向及正負號約定。
室溫量測提供靜態變形資料，可用於來料、出貨品管或試驗前後比較。若要了解回流焊過程中的翹曲變化，需依溫度歷程另行量測。
封裝翹曲太大，會造成哪些實際問題？
翹曲量超出規格，直接影響下游的 SMT 製程與產品可靠度，常見問題包括：
錫球共面度不良：封裝變形可能改變球頂相對參考平面的偏差，增加部分接點無法正常接合的風險。允收值應依該料號圖面或雙方驗收規格。
SMT 空焊：回焊時封裝與 PCB 的相對變形可能拉大局部接合間距，增加開路風險。
短路或橋接：另一個極端是翹曲讓某些錫球過度擠壓，形成橋接短路。在微間距（Fine Pitch）封裝上更為明顯。
可靠度隱患：焊點幾何與應力分布可能影響後續熱循環的疲勞壽命，需結合實際焊點與試驗結果評估。
封裝翹曲量測方法有哪些？非接觸量測的優勢是什麼？
翹曲量測方法依接觸方式分為兩大類：
接觸式量測（探針式）：使用機械探針依序接觸量測點，計算高度差。缺點是量測速度慢、探針有損傷樣品的風險，且難以取得全面的 3D 形貌資料。
非接觸式 3D 輪廓量測：以光學方式取得可見表面的高度資料。掃描範圍與拼接方式依樣品尺寸、表面狀況及解析度需求設定。
非接觸式 3D 量測可用於 BGA、CSP、FCBGA 等封裝的室溫形貌比較。
標準參考：JESD22-B112C 涵蓋表面黏著 IC 的高溫封裝翹曲量測。室溫量測時，應記錄量測面、參考平面及翹曲計算方式。
京鴻的封裝翹曲 3D 量測服務能做什麼？
京鴻採用 Keyence VR-6200 表面 3D 輪廓量測儀，提供非接觸式封裝翹曲量測服務，主要適用以下場景：
封裝類型：BGA、CSP、QFN、QFP、FCBGA 等主流封裝形式（室溫靜態量測）。
量測項目：整體翹曲量（Warpage）、翹曲方向（凹/凸）、錫球共面度（Coplanarity）評估。
量測條件：室溫靜態量測，可依需求比較可靠度試驗前後的室溫形貌。
大範圍掃描：可依樣品尺寸及所需解析度規劃量測區域與拼接方式。
一站完成：京鴻同時具備環境試驗能力（溫度循環等），可在同一場所完成「可靠度試驗 + 翹曲量測前後比對」，節省跨廠送測的時間。
如需了解量測能力範圍、樣品規格或報價，歡迎聯繫京鴻。
常見問題 FAQ
Q1：IC 封裝為什麼會翹曲？
材料熱膨脹係數不匹配是常見因素。封裝厚度、材料剛性、固化收縮及熱歷程也會影響變形大小和方向。
Q2：封裝翹曲怎麼改善？
改善方向通常從材料選擇（選用 CTE 更接近的基板或封膠）、疊層結構設計（讓封裝體上下 CTE 更對稱）、以及製程參數（回流焊溫度曲線優化）三個層面著手。量測翹曲只是第一步，根因分析後才能對症改善。
Q3：封裝翹曲量測需要破壞樣品嗎？
儀器以非接觸光學方式取得表面高度。若高反光等表面特性需要前處理，會在量測前確認樣品是否適合。
Q4：室溫量測的翹曲數值有什麼參考價值？
室溫靜態翹曲可作為品管及試驗前後比對資料。錫球共面度仍須依各接點與指定參考平面計算，高溫翹曲則須另行量測。
Q5：京鴻能量哪些封裝類型的翹曲？
可評估 BGA、CSP、QFN、QFP、FCBGA 等封裝的室溫翹曲。若要量測錫球，球徑 0.2 mm 以上可作為送樣評估參考，仍需確認球距、表面狀況與公差。
Q6：量測完成會提供什麼格式的報告？
可提供 3D 高度圖、量測方法、參考平面及數值。若需合格判定，請提供料號圖面、適用標準版次與驗收限值。
需要協助量測封裝翹曲？歡迎聯繫京鴻，說明封裝類型與量測需求，我們提供量測能力說明與報價。
參考資料