• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.1-9
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• 2010

본고에서는 마이크로 접합을 위한 솔더볼 또는 범프의 기계적 신뢰성 평가에 사용되는 전단시험의 표준화 규격에 대해 고찰해 보았다. 전단시험에서 중요한 실험 조건 중 하나인 전단속도는 low speed shear test와 high speed shear test로 구분 된다. 전단속도가 빨라질수록 솔더볼에 가해지는 충격이 커지기 때문에, 소성변형에 대한 저항성이 커지게 되고, 전단강도가 커지게 된다. 그리고 이 결과는 전산모사를 통하여 확인할 수 있다. 또 하나의 중요한 실험 조건으로 전단툴의 높이가 있다. 일반적으로 전단툴의 높이가 높을수록 전단강도 값은 낮아지게 되는데, 여러 국제 규격에서 제시한 솔더볼 높이의 25% 지점을 초과한 높이에서 전단시험을 진행했을 때에는 전단시험이 진행되는 접합 계면의 면적이 줄어들어 실험결과의 신뢰도가 떨어지게 된다. 이와 같이 전단속도와 툴의 높이 등의 실험조건들이 구체적으로 규격화 되어있지 않은 채 진행 되면, 실험 결과의 신뢰도가 떨어지고, 각 계에서 진행된 연구결과를 상호 비교하기가 어렵다. 따라서 효율성을 고려한 간접 시험법 개발 및 최신 패키징기술을 반영된 특성평가 시험법의 규격, 그리고 다양한 시험 표준화는 결국 마이크로 전자패키지의 고 신뢰성으로 나타날 것이라 생각된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권8호
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• pp.635-641
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• 2011

The effect of high shear speed on shear force, shear energy and fracture surface was investigated for the solder joint of a $Sn-_{3.0}Ag-_{0.5}Cu$ ball. For both ENIG and OSP pads, the shear force increased with an increase in shearing speed to 0.3 m/s. However, for an ENEPIG pad, the shear force increased with an increase in shear speed to 0.6 m/s and kept almost constant afterward. The shear energy decreased with an increase in shearing speed for ENIG and OSP pads. For the ENEPIG pad, however, the shear energy almost remained constant in a shearing speed range 0.3-3.0 m/s. The fracture mode analysis revealed that the amount of brittle fracture for the ENIG and the OSP pads increased with shearing speed, and a complete brittle fracture appeared at 1.0 m/s for ENIG and 2.0 m/s for OSP. However, the ENEPIG pad showed only a ductile fracture until 0.25 m/s, and a full brittle fracture didn't occur up to 3.0 m/s. The fracture mode matched well with the shear energy. The results from the high speed shear test of SAC305 were similar to those of SAC105.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.575-579
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• 2004

Package reliability test was conducted to investigate the effect of solder paste composition at BGA Package. It was found that the shape and size of the phase form are affected by the processing parameters. The material have used to fill in the via was Sn/36Pb/2Ag and Sn/0.75Cu type solder paste. Sn/36Pb/2Ag and Sn/0.75Cu paste were fabricated on Tape-BGA substrates by screen printing process, and via ball mount data were characterized with variations of dwell time of 85 seconds at reflow peak temperature at 22$0^{\circ}C$ or 24$0^{\circ}C$. The test condition was MRT 30 $^{\circ}C$/60 %RH/96 HR. Failures formed of a ball-off in solder paste process were observed by using a Optical Microscope and SEM(Scanning Electron Microscope). It was concluded that intermetallic layer growth played important roles in increasing solder fatigue strength for addition of Ag composition. The degradation of shear strength of solder composition is discussed.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권4호통권37호
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• pp.289-299
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• 2005

실험과 비선형 유한요소해석을 병행하여, area array 패키지에서 솔더 접합부 특성을 판별하기 위한 전단시험 결과에 미치는 전단속도와 높이의 영향을 연구하였다. 전단속도의 증가와 전단높이의 감소에 따라 전단강도는 증가하는 경향을 나타내었다. 과대하게 높은 전단높이는 비정상적으로 높은 표준편차 또는 솔더볼 표면으로부터 전단 프로브의 밀림 현상과 같은 실험오차를 발생시켰다. 반면, 낮은 전단 속도는 취약한 계면 파괴나 계면에서 가장 약한 층의 판별에 있어서 유용하였다. 한편, 리플로우 회수 증가에 따른 Sn-37Pb/Cu와 Sn-3.5Ag/Cu BGA 솔더 접합부의 기계적${\cdot}$전기적 특성에 대하여 연구하였다. Cu6Sn5와 Cu3Sn으로 구성된 금속간화합물 층의 총 두께는 리플오우 시간의 1/3승에 비례하여 증가하였다. 전단 강도는 3회 또는 4회 리플로우까지 증가한 후, 이후 리플로우 회수에 비례하여 감소하는 경향을 나타내었다. 이때, 파괴는 리플로우 회수에 관계없이 솔더 내에서 발생하였다. 진기 비저항은 리플로우 회수에 비례하여 증가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.47-57
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• 2010

기초 지반이나 댐, 사면 등을 건설할 경우, 성토재로 입자 크기가 큰 조립 재료를 많이 사용하고 있다. 따라서 이러한 조립재료의 전단 거동은 구조물의 안정성에 영향을 미치게 된다. 예를 들어, 구조물과 입자의 접촉면 혹은 입자들간의 접촉면에서 발생하는 입자 파쇄는 전체 지반의 특성을 변화시키고 따라서 구조물의 안정성에 문제를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 입자의 파쇄 유무에 따른 전단 거동의 특성을 파악하기 위해 개별요소법(DEM, Distinct Element Model)을 기반으로 하는 수치해석 프로그램 PFC2D를 이용하여 직접전단실험을 재현하였다. 입자의 모델을 파쇄 모델과 비 파쇄 모델로 구분하여 총 4개의 모델을 모사하고 그 결과를 분석하였다. 비 파쇄 모델에는 one ball 모델과 clump 모델이, 파쇄 모델에는 cluster 모델과 Lobo-crushing 모델을 적용하였다. 입자의 구성은 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)가 제안한 8개 입자의 조합으로 구성하였다. 해석 결과, 내부마찰각 순서는 clump 모델 > cluster 모델 > one ball 모델 순이며, 전체를 비교해 봤을 때 원형입자모델보다 입자 결합모델이, 파쇄 모델보다 비 파쇄 모델의 내부마찰각이 크게 나타났다. 또한 기존에 제시된 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)의 모델은 입자 파쇄 거동을 모사하기에는 부적합하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 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.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.379-386
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• 2001

The lower toughness or brittle materials for mechanical test lead to the additional requirement that applied displacements be controlled with high resolution. Biaxial tension and shear tester using stepper motor with harmonic driver is shown. The device had to be high resolution so that the crack initiation process of slow extension and steady growth could be examined, Grip plates were connected to a linear bearing and actuator. The actuators consisted of stepper motors with harmonic driver connected to pre-loaded ball screw and nut assemblies. The encoders and motor controllers were connected to a personal computer so that arbitrary displacements histories could he prescribed in normal and tangential directions. The linear bearings were used to react loads perpendicular to their axes while allowing low friction, parallel movement of the attached grips. Load cells measured the reactions normal and tangential. the loads measured the reactions were recorded by the computer.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권1호
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• pp.7-11
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• 2009

본 연구에서는 electroless nickel / immersion gold (ENIG) 처리된 printed circuit board (PCB)를 무연 솔더인 Sn-3.5(wt%)Ag로 접합하였다. 리플로우 횟수를 1회부터 10회까지 다양하게 하여 리플로우 횟수가 증가함에 따른 솔더 접합부의 기계적, 전기적 특성의 변화에 대해 연구하였다. 접합부의 미세 조직 관찰을 위해 접합부 단면을 폴리싱 하여 금속간 화합물의 두께를 측정하고 종류를 분석하였다. 접합부의 기계적 특성을 평가하기 위해서 die 전단 시험을 하였는데, 리플로우 횟수가 4-5회일 때까지 전단 강도 값이 증가하다가 5회 이후로 감소하였다. 전기적 특성을 알아보기 위해 전기 저항 값을 측정하였는데, 리플로우 횟수가 증가할수록 접합부의 전기 저항 값은 점점 증가하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
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• pp.67-73
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• 2001

To investigate the relationships of solder joint characteristics with solder composition and A:V ratio (solder volume per pad area), Sn-37Pb and Sn-4.0Ag-0.5Cu solder balls with 330, 400, 450 and $457{\mu}{\textrm}{m}$ size were reflowed on same substrate. Sn-37Pb and Sn-4.0Ag-0.5Cu was reflowed at $220^{\circ}C$ and $240^{\circ}C$ respectively by IR-type soldering machine. As a result of reflowed solder- ball diameter(D) and height(H) measurement, D/H was decreased with solder ball size increment in range of 330~450 ${\mu}{\textrm}{m}$. But, D/H was increased in the solder joint for 457 ${\mu}{\textrm}{m}$ size, it was caused possibly by decrement of solder ball height increment compared with solder volume increment. As a result of shear and pull test, joint strength with A:V ratio was high. Joint strength of Sn-4.0Ag-0.5Cu was higher than Sn-37Pb. However, Sn-37Pb had more stable solder joint of small standard deviation. A thick and clean scallop type Ni-Cu-Sn intermetallic compound layer was formed in high A:V ratio and Sn-4.0Ag-0.5Cu solder joint interface.

• Tribology and Lubricants
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• 제27권3호
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• pp.140-146
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• 2011

A miniature pendular type impact testing machine was designed and developed, adopting a magnetic powder brake in order to investigate tensile and shear behavior of a small solder ball at high speed. In this testing system, the potential energy of the pendulum is transferred into the impact energy during its drop. Then, the impact energy is transmitted through the striker which is connected to the push rods to push the specimen for tensile loading. The tensile behavior of lead-free solder ball in diameter of 760 ${\mu}m$ was successfully investigated in a speed range of 0.15 m/s~1.25 m/s using this designed device. The maximum tensile strength of the solder joint decreases with the loading speed in the testing condition. The maximum tensile strength of the joint was 56 MPa in the low speed region.