• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.119-119
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• 2013

5년 동안 진행된 고진공 펌프 개발 사업의 일환으로 맥동관형 냉동기에 활성탄 어레이를 장착한 흡기구 직경 14인치 국산 크라이오펌프 완제품이 만들어졌다. 이미 지난해에 완성한 시제품을 가지고 모든 배기성능시험을 완료하고 목표를 뛰어 넘는 성능을 가지고 있음을 입증하였지만 완제품의 경우는 현장에서 스퍼터링 공정에 대한 신뢰성과 열적 내구성 시험이 중요한 항목으로 대두되었다. 개발된 펌프를 생산 공정에 직접 투입하는 모험을 하지 않으면서도 신뢰성을 확보하는 방편으로 카이스트 나노종합팹 센터에서 가동중인 스퍼터링 장비에 완제품을 달고 기존 공정과 같은 방식으로 장치를 운영하면서 외제 상용품을 사용했을 때와 진공성능 및 공정수율을 비교하는 시험을 수행하였다. 또 내구성 시험 항목으로 열부하 시험과 열 사이클 시험을 수행하였다. 열부하 시험은 300도까지 온도를 올릴 수 있는 열판을 펌프 흡기구 배플 앞에 설치하여, 냉동기 2차 냉각단 온도가 20 K 이하로 유지될 수 있는 최대 허용 복사열을 측정하는 방식으로 진행되었으며 열 사이클 시험은 크라이오 펌프의 활성화 기능을 활용하여 완전 활성화(full regen., 10K-300K-10K) 과정을 10회 연속 시행하여 펌프의 배기성능과 기계적 이상 유무를 관찰하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.4
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.2
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• pp.19-26
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• 2003

Plastic and creep deformations of a solder joint on thermal cycle play an important role in the reliability of optical telecommunication components. Solder joint strain is increased with the thermal cycle time and it causes mis-alignments and power loss in the optical component. Furthermore, the component can be failed since the deformation exceed the limitation of the fatigue life. We applied the finite element analysis method to solve the problem of the solder joint reliability on thermal cycle. Plastic and creep deformations are calculated by the finite element method. And, the fatigue lire is predicted by using creep-fatigue prediction models with calculated strains. The temperature conditon of the analysis was referred from the Telcordia reliability schedule (-40 to 75). Also, the three ramp renditions, 1/min, 10/min and 50/min, and dwelling time were considered to analyze the differences of results.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2005.11a
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• pp.225-227
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• 2005

Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (이하, Sn-8Zn-3Bi) 솔더의 장기 신뢰성을 평가하기 위하여 열 충격 시험을 행하였다. 열 충격 시험은 $-40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$범위에서 1000 사이클 동안 하였다. 접합 기판으로는 각각 OSP(Organic Solderability Preservative), Sn 그리고 Ni/Au 처리를 한 PCB(Printed Circuit Board) 패드를 사용하였다. 접합에 사용한 부품은 1608 Chip(Multi Layer Chip Capacitor, Chip Resistor) 으로 전극 부위에 Sn-37wt%Pb, Sn 도금하여 사용하였다. 솔더링 후 1608 Chip의 전단 강도와 솔더링부에서 미세조직 및 IMC(Inter Metallic Compound) 변화를 관찰하였다. 측정결과, Sn-8Zn-3Bi 솔더의 초기 전단 강도는 기판의 표면처리에 상관없이 약 40N 이상이었다. 그리고 열충격 시험 1000 사이클 후에는 모든 기판에서 2N 정도 약간의 강도 저하를 보였다.

• Journal of the KSME
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• v.29 no.6
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• pp.618-626
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• 1989

자동차용 메타놀 연료는 석유파동 이후의 석유 대체연료라는 관점에 저공해 연료의 관점이 추가 되어 최근 그 도입에 대한 연구가 활발해지고 있다. 메타놀 자동차에 관해서는 종래의 기초검토 의 단계로부터 서서히 실용화를 향한 내구, 신뢰성을 포함한 많은 과제의 검토단계로 이행되고 있다. 수소엔진의 연구는 아직 초보단계에 있으며 안전성에 대해서는 일반이 염려하고 있는 것과 같은 위험성은 없지만 금후 자동차용으로서의 안전성에 관한 실험이 필요할 것이다. 수소의 장 점을 살려 결점을 없애기 위해서는 LH2탱크, LH2펌프 4사이클 실린더내 분사가 이상적으로 생 각되고 있다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.26 no.4
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• pp.133-140
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• 2019

The effects of thermal cycle conditions on the bonding strength and crack propagation behaviors in electroplated Cr/electroplated Ni-P coatings were systematically evaluated. 1^st heat treatment was performed at 500℃ for 3 hours after electroplating Ni-P, and then, 2^nd heat treatment was performed at 750℃ for 6 hours after electroplating Cr. The measured bonding strength by ASTM C633 were around 25.6 MPa before thermal cycling, while it increased to 47.6 MPa, after 1,000 cycles. Increasing thermal cycles led to dominant fail mode with cohesive failure inside adhesive, which seemed to be closely related to the increasing bonding strength possibly not only due to higher Cr surface roughness, but also to penetrated channeling crack density. Also, increasing density of penetrated channeling cracks in electroplating Cr layer led to slightly stronger bonding strength due to mechanical interlocking effects of adhesive inside channeling cracks.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.13 no.4
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• pp.542-550
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• 2010

Cooled infrared detector is widely used as the core part in a variety of the thermal imaging systems. For the selection of the highly reliable cooled infrared detector with good performance, it is necessary for us to possess the characterization methods of the well defined performance index of cooled infrared detector. In this paper, various performance index of the cooled infrared detector including reliability as well as the optical and cooling performance of cooled infrared detector are defined and their characterization methods will be investigated and implemented systematically.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.8 no.4
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• pp.47-52
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• 2001

Pb-free wave soldering process of AC Adapter was implemented by six sigma method using Sn-Cu-Ni type solder. The solder joint appearance, microstructural change, a lift-off phenomenon and reliability were evaluated through thermal shuck test. $(Cu,Ni)_6/Sn_5$-type intermetallic compound of which thickness is about 5 $\mu\textrm{m}$ was found at solder joint between Sn-Cu-Ni solder and copper land. After applying the thermal shock test of as-soldered product up to 750 cycles, no crack was fecund at the solder joint. The newly developed product was superior to conventional one in terms of productivity and reliability.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.14 no.2 s.43
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• pp.35-40
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• 2007

The pull strength and fracture mechanism were investigated to evaluate the reliability and compatibility of Sn-8Zn-3Bi joints, the solder paste on lead and lead-free plating under thermal shock conditions. At the Sn-8Zn-3Bi solder joint, no crack initiation was observed during thermal shock test. After 1000 cycles, the strength of the solder joint decreased not sharply but reduced gradually compared with initial conditions. The decrement of strength was affected by ${\gamma}-Cu_5Zn_8$ IMC growth which caused the IMC fracture on the fracture surface and a change in fracture mode and initial crack point. Clearly, the Sn-8Zn-3Bi solder shows good reliability properties and compatibility with lead-free plated Cu LF under thermal shock temperatures between 248K and 423K.