초록
본 논문에서는 온도 사이클이 진행되는 동안 비선형 거동과 크립 거동을 보이는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 변형거동을 알아보기 위하여 시간에 종속하는 거동을 적용 시킬 수 있는 점소성 모델과 크립 모델에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과의 신뢰성을 평가하기 위하여 무아레 간섭계를 이용하여 온도변화에 따른 열변형 실험을 수행하였다. 전체적인 굽힘변위는 Anand 모델과 변형률 분리 모델 모두 실험결과와 잘 일치하였으나 솔더볼의 변형률은 Anand 모델의 경우 큰 차이를 보이고 변형률 분리 모델의 경우 상당히 일치하는 계산결과를 얻었다. 따라서 본 논문에서는 변형률 분리 모델을 이용하여 시간에 종속하는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 크립 거동을 검토하였다. 솔더를 포함한 패키지에 온도변화가 생길 때 고온에서는 시간이 지남에 따라 크립 거동에 의해 솔더의 응력이 점차 완화되는 현상을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
Creep behaviors of the solder balls in a flip chip package assembly during thermal cycling test is investigated.. A material models used in the finite element analysis are viscoplastic model introduced by Anand and creep model called partitioned model. Experiment of two temperature cycles using moir$\acute{e}$ interferometry is conducted to verify the reliability of material models for the analysis of thermo-mechanical behavior. Bending deformations of the assemblies and average strains of the solder balls due to temperature change and dwell time are investigated. The results show that time-dependent shear strain of solder by the partitioned model is in excellent agreement with those by moir$\acute{e}$ interferometry, while there is considerable difference between results by Anand model and experiment. In this paper, the partitioned model is employed for the time-dependent creep analysis of the FC-PBGA package. It is also shown that the thermo-mechanical stress becomes relaxed by creep behavior at high temperature during temperature cycles.