• Journal of Welding and Joining
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• 제22권6호
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• pp.36-42
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• 2004

Experimental and numerical approaches on the thermal fatigue for the solder joint of flip chip package are discussed. However, it is one of the most difficult problems to choose the proper fatigue model. It was found that viscoplstic FE model with Darveaux method was very desirable and useful to predict the thermal fatigue life of solder joint for flip chip package under $208{\~}423K$ thermal cycling condition such as steep slope of temperature(JEDEC standard condition C). Thermal fatigue life was 1075 cycles as a result of viscoplatic model. It was a good agreement compared to the experimental. And also, it was found from the experimental that probability of the thermal fatigue life was $60{\%}$ at 1500 cycles.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권1호
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• pp.45-50
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• 2003

시스템 보드에 플립 칩 BGA가 실장된 3차원 유한요소 해석 모델을 구성하여 열사이클시험 과정에서 발생되는 솔더 접합부의 피로수명을 예측하였다. 피로 모델은 Darveaux의 경험식에 기초하여 비선형 점소성 해석을 수행하였다. 해석은 4종류의 열사이클시험 조건과 패드구조, 솔더 볼의 조성과 크기의 변화에 따라 발생하는 크리프 수명을 평가하였다. 해석결과 $-65∼150^{\circ}C$의 열사이클시험 조건에서 가장 짧은 피로수명을 보였으며, $0∼100^{\circ}C$ 조건과 비교하면 약 3.5 배 정도 증가하였다. 동일한 시험조건에서 패드구조 변화에 따른 피로수명 차이는 SMD구조가 NSMD구조에 비해 약 5.7% 증가하였다 결과적으로 솔더 접합부에서 크리프 변형에너지 밀도가 높으면 피로수명은 짧아지는 것을 알 수 있었다

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권6호
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• pp.677-684
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• 2004

Plastic and creep deformations of solder joints during thermal cycling are the main factors of misalignments and power losses in optical telecommunication components. Furthermore, the increased mismatch between solder Joint-bonded areas may cause severe failure in the components. Darveaux's creep model was implemented into a finite element program (ABAQUS) to simulate creep response of solder. Based on the finite element results, thermal fatigue reliability was predicted by using various fatigue life prediction models. Also, the effects of ramp conditions, dwelling time, and solder joint-embedding materials on the reliability were investigated under the thermal cycling conditions of the Telcordia schedule (-40∼75$^{\circ}C$).

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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• pp.27-32
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• 2002

In this paper, global full 3D finite element analysis fatigue models are constructed for flip-chip BGA on board to predict the creep fatigue life of solder joints during the thermal cycling test. The fatigue model applied is based on Darveaux's empirical equation approach with non-linear viscoplastic analysis of solder joints. It was estimated by the creep life as the variations of the four kinds of thermal cycling test conditions, pad structure, composition and size of solder ball. The shortest fatigue life of results was obtained at the thermal cycling testing condition of -65℃ ∼ 150℃. It was increased about 3.5 times in comparison with that of 0℃ ∼ 100℃. As the change of pad structure at the same other conditions, the fatigue life of SMD structure increased about 5.7% as compared with NSMD structure. Consequently, it was confirmed that the fatigue life became short as the creep strain energy density increased in solder joint.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.17-27
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• 2011

본 논문에서는 솔더의 온도 변화에 따른 변형 거동을 평가하기 위하여 솔더 재료의 열변형 거동을 파악할 수 있는 전단시편을 고안하여 온도변화에 따르는 열변형 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 전단시편은 열팽창계수가 다른 두 금속 막대와 그 사이 공간에 접합된 솔더로 구성되어 있으며, 솔더는 유연 솔더 (Sn/36Pb/2Ag)와 무연 솔더 (Sn/3.0Ag/0.5Cu) 두가지를 대상으로 하였다. 실시간 무아레 간섭계를 이용하여 세 온도 사이클 동안의 각 온도단계에서 변 위 분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고 그로부터 온도에 따른 유연 솔더와 무연 솔더의 열변형 특성을 비교하였다. 유한요소해석을 통하여 여러 연구자가 제시한 솔더의 점소성 물성치를 평가하였으며 유연 솔더의 경우에는 Darveaux가 제안한 Anand 모델, 무연 솔더의 경우 Chang이 제안한 Anand 모델을 사용한 해석 결과가 실험 결과와 가장 일치한다는 것을 밝혔다. 평가된 재료 모델을 사용하여 무연 솔더와 유연 솔더가 포함된 전단시편을 유한요소 해석하고 솔더의 점소성 거동 을 자세하게 분석하였다.