• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.49-49
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• 2004

고도화로 정밀해진 현대 과학기기에는 여러 가지 전자 팩키징 제품들이 쓰이고 있으나 이 제품들은 여러 가지 파손인자들의 영향 때문에 고유의 수명을 다하지 못하고 고장이 발생하게 된다. 전자부품 실장에 이용되는 솔더 조인트의 열화에 관련되는 열 피로와 이온 마이그레이션(Migration) 현상이 솔더 조인트의 신뢰성에 영향을 미치는 가장 중요한 인자로 알려져 있고 이러한 인자 이외에도 여러 가지 요인들이 복합적으로 작용하여 솔더의 접합부분에 피로파괴를 일으킨다.(중략)

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.933-937
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• 2005

FCBGA가 마더보드에 실장된 후 솔더 조인트에 균열이 생기면 단선이 발생한다. 솔더 조인트의 신뢰성을 평가하기 위한 방법 중 전단강도시험(shear test)은 약한 솔더 조인트를 판별하기 어려워 양품 로트와 불량 로트를 구별할 수 없으며, 인장강도시험(pull test)은 솔더 볼의 위치별 산포가 크고, peel test는 품질을 정량적으로 나타낼 수 없는 등의 문제가 있다. 새로운 시험 방법은 Area Pull Test(이하 APT)라 명명했으며 peel test와 pull test를 합한 개념으로서, 시험 샘플을 만드는 과정은 peel test와 동일하다. 솔더 조인트의 인장강도 측정은 지그를 만들어서 FCBGA 전체를 당겨서 측정하였다. 샘플은 Ni도금 두께를 3, 5, 8 ${\mu}m$로 제작하여 불량(3${\mu}m$), 양품으로 구분하였고, 양품 또한 품질 수준을 두가지(5,8${\mu}m$)로 나누었다. 그 결과 peel test 기준에 의거한 불량, 양품을 정량적인 수치(인장강도)로 판별할 수 있었으며, 솔더 조인트의 파괴모드별 인장강도를 구분 할 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.1
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• pp.17-29
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• 2023

In this paper, a method for evaluating the reliability of solder joints is introduced, as they play a crucial role in packaging technology due to the miniaturization and high-performance requirements of electronic device. Firstly, properties of solder based on various alloy compositions and solder types are described, followed by an analysis of solder joint structures in different packages. Next, the influence of solder alloy composition and microstructure on the thermal and mechanical properties of solder is analyzed, and solder creep behavior is briefly introduced. Subsequently, analytical techniques considering creep models and fatigue models for reliability evaluation are presented, and various ways to improve the reliability of solder joints are discussed. This study is expected to provide valuable information for evaluating and enhancing the reliability of solder joints in the semiconductor packaging technology field.

• Journal of Applied Reliability
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• v.5 no.3
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• pp.327-342
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• 2005

전자 패키지가 열을 받을 때 회로기판과 칩의 열팽창계수 차이에 의해 발생되는 응력은 솔더 조인트의 파손에 영향을 미친다. 본 연구에서는 이 영향을 정량적으로 규명하기 위하여 열충격시험기를 이용해 얻어진 솔더 조인트의 전기저항 변화와 수명과의 상관관계를 규명하였고, BGA솔더 조인트의 수명을 정량적으로 도출하였다. 또한 Sn-3.5Ag-0.5Cu 무연 솔더와 63Sn-37Pb 유연 솔더를 위의 실험에 동시에 적용시켜 건전성을 FORM(first-order reliability method)과 Weibull Function Model을 이용해 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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• 2005.06a
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• pp.287-294
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• 2005

전자 패키지가 열을 받을 때 회로기판과 칩의 열팽창계수 차이에 의해 발생되는 응력은 솔더 조인트의 파손에 영향을 미친다. 본 연구에서는 이 영향을 정량적으로 규명하기 위하여 열충격시험기를 이용해 얻어진 솔더조인트의 전기저항 변화와 수명과의 상관관계를 규명하였고, BGA 솔더조인트의 수명을 정량적으로 도출하였다. 또한 Sn-3.5Ag-0.5Cu 무연솔더와 63Sn-37Pb 유연솔더를 위의 실험에 동시에 적용시켜 건전성을 FORM(first-order reliability method)과 Weibull Function Model을 이용해 비교하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.4
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• pp.1-7
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• 2006

A major failure mode for wafer level chip size package (WLCSP) is thermo-mechanical fatigue of solder joints. The mechanical strains and stresses generated by the coefficient of thermal expansion (CTE) mismatch between the die and printed circuit board (PCB) are usually the driving force for fatigue crack initiation and propagation to failure. In a WLCSP process peripheral or central bond pads from the die are redistributed into an area away using an insulating polymer layer and a redistribution metal layer, and the insulating polymer layer affects solder joints reliability by absorption of stresses generated by CTE mismatch. In this study, several insulating polymer materials were applied to WLCSP to investigate the effect of insulating material. It was found that the effect of property of insulating material on WLCSP reliability was altered with a solder ball layout of package.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.1
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• pp.17-22
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• 2018

In this paper, the effects of solder joint aging on the reliability of embedded package solder joints were investigated using numerical analysis by finite element method. Solder joints were SAC305 with aging time 0, 60, 180 days. For reliability analysis, warpage of package and equivalent creep strain (ECS) and total strain energy density (TSED) of solder joint were analyzed. The analysis results show that the package warpage is decreased in the case of the embedded package compared to the non embedded package, and the reliability life of the solder joint is predicted to be high. Also, it was interpreted that the longer the aging time, the less the warpage of the embedded package, but the reliability life of the solder joint would be shortened.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.3
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• pp.37-42
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• 2003

In soldering of electronic packaging, the research on substituting lead-free solder materials for Pb-Sn alloys has become active due to environmental and health concerns over the use of lead. The reliability of the solder joint is very important in the development of solder materials and it is known that it is related to wettability of the solder over the substrate and microstructural evolution during soldering. It is also highly affected by type and extent of the interfacial reaction between solder and substrate and therefore, it is necessary to understand the interfacial reaction between solder and substrate completely. In order to predict the intermetallic compound (IMC) phase which forms first at the substrate/solder interface during the soldering process, a thermodynamic methodology has been suggested. The activation energy for the nucleation of each IMC phases is represented by a function of the interfacial energy and the driving force for phase formation. From this, it is predicted that the IMC phase with the smallest activation energy forms first. The grain morphology of the IMC at the solder joint is also explained by the calculations which use the energy. The Jackson parameter of the IMC grain with a rough surface is smaller than 2 but it is larger than 2 in the case of faceted grains.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.13 no.1 s.38
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• pp.63-72
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• 2006

Mobile products, such as cellular phones, PDA and notebook, are subjected to many different mechanical loads, which include bending, twisting, impact shock and vibration. In this study, a cyclic bending test of the BGA package was performed to evaluate the fatigue life. Special bending tester, which was suitable for electronic package, was developed using an electromagnetic actuator. A nonlinear finite element model was used to simulate the mechanical bending deformation of solder joint in BGA packages. The fatigue life of lead-free (95.5Sn4.0Ag0.5Cu) solder joints was compared with that of lead-contained (63Sn37Pb). When the applied load to the specimen is small, the lead-free solder has longer fatigue life than lead-contained solder. The fatigue crack is initialized at the exterior solder joints and is propagated into the inner solder joints.

• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.32-39
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• 2006

전자 부품의 신뢰성 평가를 위해서 다양한 방법의 시험법이 사용된다. 전자 부품은 반복적인 작동과 휴식에 의한 열피로를 받게 된다. 이에 대한 신뢰성 평가를 위해 오래전부터 다양한 시험 규격이 만들어지고, 그에 따라 열챔버를 이용한 챔버 사이클링 시험이 수행되고 있다. 하지만, 최근에는 이러한 시험 규격들에 대한 문제가 지적되고 있으며, 또한 챔버 사이클링을 이용한 가속 실험의 경우 실제 작동환경을 완벽히 묘사하지 못하며, 가속할 수 있는 정도가 제한되고 있다. 본 연구에서는 파워 사이클링 시험을 묘사하는 시험 방법을 제안하고, 그를 이용하여 BGA 패키지의 솔더 조인트에 대한 열피로 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 파워 사이클링 시험기는 실제 작동 환경과 유사한 온도 구배를 패키지에 만들어 준다. 그리고 패키지에 열전도를 이용하여 열을 공급함으로써, 대류를 통해 열을 공급하는 챔버 사이클링 시험에 비해 빠르게 가열 및 냉각이 가능하다. 파워사이클링 테스트 방법을 이용하여 다양한 온도 조건에 대해 열피로 수행하여 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다.