• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권3호
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• pp.45-52
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• 2011

Flip Chip Ball Grid Array (FCBGA) 패키지의 솔더조인트 신뢰성을 평가하기 위한 방법으로는 다이 충격법, 다이 전단법, 3점 굽힘법, 열충격법 등이 활용된다. 본 연구에서는 솔더 접합부의 주요 고장메카니즘인 취성파괴를 확인하기 위한 방법으로 리플로우 상태, $85^{\circ}C$/85%RH 처리, $150^{\circ}C$/10hr 에이징의 처리한 후, 4가지 평가법으로 평가를 진행하여 파단모드를 분석하였다. 본 연구결과에서는 다이 충격법과 다이 전단법의 Good joint rate (GJR, %)는 리플로우 상태와 $85^{\circ}C$/85%RH처리에서 각각 89~91%와 100% 였으며, $150^{\circ}C$/10hr 에이징에서는 66%와 90%를 나타내었다. 3점 굽힘법과 열충격법의 GJR(%)는 3종류 샘플에서 모두 100%를 나타내어 변별력이 없었다. C4 솔더접합부의 신뢰성 평가법에 따른 GJR(%)의 변별력을 확인할 수 있는 방법은 die shock 과 die shear test였다.

• 한국진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.127-131
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• 2004

BGA(ball grid array) package에서 솔더볼의 피로강도에 대한 솔더 조성에 대한 영향을 조사하기 위하여 패키지 신뢰성 시험을 실시하였다. 공정조성 솔더 63Sn/37Pb, 62Sn/36Pb/2Ag, 63Sn/34.4Pb/2Ag/0.5Sb 솔더를 이용하여 제조된 시편을 MRT Lv3 (moisture resistance test level) 조건에서 전처리 후 T/C(temperature cycle test) 실험을 수행하였다. 각각의 신뢰성 시험에 대하여 전단강도를 측정하였으며, 미세 조직 사진을 얻었다. 또한, SEM (scanning electron microscope)과 EDX (energy dispersive X-ray)를 이용하여 파괴 기구에 대한 분석을 실시하였다. Sn63Pb34.5Ag2Sb0.5 솔더에서 Au-Sn 성장비는 63Sn/37Pb, 62Sn/36Pb/2Ag 솔더에 비해 느리다 솔더 조성에 따른 솔더볼의 전단응력 저하에 대하여 논의하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.805-811
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• 2000

Reliability of PBGA(plastic ball grid array) package is weak compared with normal plastic packages. The low reliability is caused by low resistance to the popcorn cracking, which is generated by moisture absorption in PCB(prited circuit board). In this paper, plasma treatment process was used and we analyzed its effects to interface adhesion. The contents of C and Cl decrease after plasma treatment but those of O, Ca, N relatively increase. The plasma treatment improves the adhesion between EMC(epoxy molding compound) and PCB(solder mask). The grade of improvement was over 100% Max, which depends on the properties of EMC. The RMS(root mean square) roughness value of the solder mask surface increases to plasma treatment. There is little difference of adhesion in RF power and treatment time.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.80-80
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• 2009

패키징 구조의 발전이 점차 중요한 문제로 대두되어, 칩의 집적 기술의 발전에 따라 실장기술에서도 고속화, 소형화, 미세피치화, 고정밀화, 고밀도화가 요구되고있다. 최근 선진국을 중심으로 전자 전기기기 및 부품의 실장기술에서도 환경 친화적인 기술을 요구함에 따라, 저에너지 공정 및 무연 실장 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package) 등은 소형화, 다핀화, 고속화, 실장성에 한계가 있기 때문에, SMT(Surface Mount Technology) 형식으로 된 BGA(Ball Grid Array)가 휴대형 전화를 비롯한 기타 전자 부품 실장에 널리 사용되고 있다. BGA ball shear 법은 BGA 모듈의 생산 및 취급 중에 발생할지도 모르는 기판에 수평으로 작용하는 기계적인 전단력에 BGA solder ball이 견딜 수 있는 정도를 측정하기 위해 사용되는 시험법이다. 전단 시험에 의한 전단 강도의 측정 외에 전기전도도 측정, 파면 관찰, 이동거리(displacement), 유한요소 해석법 등을 병행하여 시험법의 신뢰성 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 실험에서는 지름이 $500{\mu}m$인 Sn-3.5Ag 솔더볼을 이용하여 세라믹 기판을 접합하여 BGA 패키지를 완성하였다. 상부 기판에 솔더볼을 정렬시켜 리플로우 방법으로 접합 한 후 솔더볼이 접합된 상부 기판과 하부 기판을 접합 하여 시편을 제작하였다. 접합된 시편들은 $150^{\circ}C$에서 0~800시간 열처리를 실시하였고, 열처리를 하면서 각각 $3{\times}10^2A/cm^2,\;5{\times}10^3A/cm^2$의 전류를 인가하였다. 시편들을 전단 시험기를 이용하여 솔더볼의 기계적 특성 평가를 하였으며, 계면 반응을 관찰하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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• pp.138-141
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• 2002

There are continuous efforts in the electronics industry to a reduced electronic package size. Reducing the size of electronic packages can be achieved by a variety of means, and for ball grid array(BGA) packages an effective method is to decrease the pitch between the individual balls. Chip scale package(CSP) and BGA are now one of the major package types. However, a reduced package size has the negative effect of reducing board-level reliability. The reliability concern is for the different thermal expansion rates of the two-substrate materials and how that coefficient CTE mismatch creates added stress to the BGA solder joint when thermal cycled. The point of thermal fatigue in a solder joint is an important factor of BGA packages and knowing at how many thermal cycles can be ran before failure in the solder BGA joint is a must for designing a reliable BGA package. Reliability of the package was one of main issues and underfill was required to improve board-level reliability. By filling between die and substrate, the underfill could enhance the reliability of the device. The effect of underfill on various thermomechanical reliability issues in $\mu$BGA packages is studied in this paper.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.463-468
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• 2002

This study investigates the variations of shear force, displacement, and fracture surface with the shear speed and the number of reflows. The experimental data of shear tests indicate that the shear force increases as increasing the number of reflows and the shear speed due to the formation of a kind of intermetallic compound, Ni$_3$Sn$_4$, on Au/Ni/Cu pad, and the work-hardening. However, general trends show that the shear force decreases due to increasing the thickness of the intermetallic compound over 4x reflow. It is observed that the intermetallic compound which is formed between solder and pad increases according to increasing the number of reflows, and the growth rate of the intermetallic compound at central region on the interface is faster than one at edge part. The general tendencies of shear force and displacement with different shear speeds are almost identical as an increase of the number of reflows.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1027-1032
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• 2003

Thermo-mechanical behavior of flip-chip plastic ball grid array (FC-PBGA) packages are characterized by high sensitive $Moir{\acute{e}}$ interferometry. $Moir{\acute{e}}$ fringe patterns are recorded and analyzed for several temperatures. Deformation analysis of bending displacements of the packages and average strains in the solder balls for a single-sided package assembly and a double-sided package assembly are presented. The bending displacement of the double-sided package assembly is smaller than that of the single-sided one. The largest of effective strain occurred in the solder ball located at the edge of the chip and its magnitude of the double-sided package assembly is greater than that of single-sided one.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제2권1호
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• pp.59-68
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• 1995

박막제조 기술 및 BGA패캐지를 이용하여 Wellcom 2000 system 소요 OCU Board 의 집적화를 구현하였다. 기존 PCB에 실장되는 소자 일부를 2 Channel BGA 패캐지로 모 듈화한 결과 약 1/6로 소형화시킬수 있었으며 8 Channel의 모율화는 현재 진행중인 다층 구조의 제조 기술 개발과 아울러 BGA 패캐지로 실현이 가능하며 1/10로집접화할수 있음을 알수 있었다. 또한 PCB위에 Bare Chip을 실장하여 Wire Bonding 한 COB를 구현하여 CBGGA의 PCB실장과 함께한 모듈을 형성해 보았다. CBGA패캐지에 Ball Shear Test, In Circuit Test 온도 환경주기시험(TCT) 진동시험을 통하여 신뢰성을 입증하였다. 이때 CBGA의 Coplanarity(3.2%) 증진을 위하여 Ceramic Pad에 선택적인 도금 방식을 개발적용 하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권4호
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• pp.61-68
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• 2002

지금까지 전자 디바이스의 솔더접합부에 대한 신뢰성 평가에 있어서는 열충격시험에 의한 평가가 주류를 이루었다. 그러나 최근 모바일 제품이 소형화/다기능화되고 고밀도실장에 대한 요구가 증가함에 따라 BGA/CSP와 같은 솔더볼을 사용하는 패키지가 표면실장의 주류를 이루게 되었으며, 솔더접합부에 대한 메커니컬 스트레스 수명이 요구되어지고 있다. BGA/CSP의 솔더접합부에 대한 신뢰성 평가는 하중을 가한 상태에서 데이지체인 패턴의 전기적 저항변화와 스트레인 게이지에 의한 스트레스-스트레인 커브에 의해 행해진다. 본 연구에서는 자체 개발한 PCB만능시험장치의 응용과 솔더접합부에 대한 메커니컬 스트레스의 동적거동을 평가한 소니의 실험자료를 소개하도록 한다.

• 센서학회지
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• 제21권1호
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• pp.34-38
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• 2012

We have developed a cost effective test socket for ball grid array(BGA) integrated circuit(IC) packages using BeCu metal sheet as a test probe. The BeCu furnishes the best combination of electrical conductivity and corrosion resistance. The probe of the test socket was designed with a BeCu cantilever. The cantilever was designed with a length of 450 ${\mu}m$, a width of 200 ${\mu}m$, a thickness of 10 ${\mu}m$, and a pitch of 650 ${\mu}m$ for $11{\times}11$ BGA. The fabrication of the test socket used techniques such as through-silicon-via filling, bonding silicon wafer and BeCu metal sheet with dry film resist(DFR). The test socket is applicable for BGA IC chip.