• 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$^{\circ}C$).

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권3호
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• pp.90-95
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• 1999

The increase in high speed, multi-function and high I/O pin semiconductor devices highly demands high pin count, very thin, and high density packages. BGA is one of the solutions, but the package has demerits in package reliability, surface mounting problems due to the PCB warpage and solder joint crack related with TCE mismatch between the materials. On this study to verify the thermal fatigue lifetime of the solder joint FEM and experiments were performed after surface mounting BGA with different solder composition and reliability conditions. FEM showed optimum composition of Ag3.2-Sn96.5 and under the composition minimum creep deformation of the solder joint was calculated, and the thermal fatigue lifetime was improved. In view of temperature cycle condition, the conditions of $-65^{\circ}C$to $150^{\circ}C$ showed minimum lifetime and t was 1/3 of $0^{\circ}C$ to $125^{\circ}C$ condition. Test board was prepared and solder joint crack was verified. Until 1000cycle on soder joint crack was observed.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권4호
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• pp.35-41
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• 2001

본 연구에서 솔더 접합부의 최적 형상을 예측하는 몇 가지 방법에 대하여 연구하였다. 솔더 접합부 형상 예측법에는 Truncated Sphere법, 힘-평형 해석법(force-balanced analytical method), Ken Brakke에 의해 개발된 Surface Evolver등이 있다. 이상의 형상 예측법 붕 본 연구에서는 Truncated Sphere 법과 SurfaceEvolver를 사용하여 $\mu$BGA치 솔더 접합부의 형상을 예측하고, 결과를 비교하였다. 그 결과 Truncated Sphere법과 SurfaceEvolve가 제시하는 두 가지의 형상은 아주 작은 오차를 두고 거의 일치함을 확인하였다. 또한, 형상 예측법이 제시한 형상의 신뢰성을 검증하기 위하여, FEA 프로그램인 ANSYS(version5.62)를 이용하여 대상 형상에 열 사이클 시험을 실시하였다. 해석 결과, 형상 예측법이 제시한 형상이 임의 오차를 가한 다른 형상에 비하여 가장 좋은 신뢰성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권12호
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• pp.1048-1058
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• 2017

우주용 전장품의 주요 고장 메커니즘 중 하나는 발사진동에 의한 기판의 반복적인 굽힘에 의한 솔더 접합부 피로파괴이며, 상기의 잠재적 위험요소에 대해 피로수명 평가를 통한 조기진단의 필요성이 증대되고 있다. 종래 연구에서 제안된 솔더부 수명예측 기법은 실장기법이 달라지면 예측결과의 정확성을 장담할 수 없으며, 다수의 실장기법이 적용된 고집적 기판의 유한요소모델 구축에 많은 시간과 노력이 수반되는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존 연구의 한계점 극복을 위해 우주용 전장품 구조 신뢰성 평가의 새로운 접근법으로 상용 신뢰성 수명예측 도구인 Sherlock을 이용한 기판의 수명예측을 실시하고 발사진동 수명시험을 통해 분석결과의 타당성을 검증하였다. 또한 전자소자 및 솔더 높이에 따른 피로수명 영향성 분석을 통해 Sherlock이 우주용 전장품의 구조 신뢰성 평가에 있어서 유용한 도구임을 입증하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권3호
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• pp.89-96
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• 2000

As solder becomes small and fine, the reliability and solderability of solder joint are the critical issue in present electronic packaging industry. Besides the use of lead(Pb) containing solders for the interconnections of microelectronic subsystem assembly and packaging has enviromental problem. In this study, using Sn/Pb and Sn/Ag eutectic solder paste, in order to obtain decrease of solder joint strength with increasing aging time, initial solder joint strength and aging strength after 1000 hour aging at $100^{\circ}C$ were measured by peel test. And in order to obtain the growth of intermetallic compound(IMC) layer thickness, IMC layer thickness was measured by scanning electron microscope(SEM). As a result, solder joint strength was decreased with increasing aging time. The mean IMC layer thickness was increased linearly with the square root of aging time. The diffusion coefficient(D) of IMC layer was found to $1.29{\times}10^{-13}{\;}cm^2/s$ at using Sn/Pb solder paste, 7.56{\times}10^{-14}{\textrm}{cm}^2/s$ at using Sn/Ag solder paste.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권3호
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• pp.31-36
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• 2002

PBGA에 비해 상대적으로 큰 칩을 실장하는 고속 SRAM용 153 FC-BGA을 대상으로 2차 솔더접합부의 신뢰성을 평가하였다. 실험은 열사이클 시험에서 발생하는 단면과 양면 실장, 패키지 구조, 언더 필 재료, 기판의 종류와 두께, 솔더 볼의 크기에 따른 영향을 분석하였다. BT기판의 두께가 0.95mm에서 1.20mm로 증가하고, 낮은 영률 의 언더 필 재료에서 솔더접합부의 피로 수명이 30% 향상됨을 확인하였다. 또한 솔더 볼의 크기가 0.76 mm에서 0.89mm로 증가하면, 솔더접합부에서 균열에 대한 저항성은 2배 정도 증가하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권1호
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• pp.17-29
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• 2023

본 논문에서는 전자제품의 소형화와 고성능화에 따라 패키징 기술에서 핵심적인 역할을 하는 솔더 조인트의 신뢰성 평가 방법을 소개한다. 우선, 다양한 합금 조성과 제품 형태에 따른 솔더의 특성을 설명하고, 여러 패키지에서의 솔더 조인트 구조에 대한 개요를 제시한다. 그 다음 솔더 합금의 조성과 미시구조가 솔더의 열적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하며, 솔더 크리프 거동에 대해 간략히 소개한다. 이어서, 신뢰성 평가를 위한 크리프 모델과 피로 모델 등을 고려한 분석 기법들을 소개하고, 솔더 조인트의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안에 대해 논의한다. 본 연구는 반도체 패키징 기술 분야에서 솔더 조인트의 신뢰성 평가와 개선에 유익한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.10-11
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• 2003

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권1호
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• pp.17-22
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• 2018

본 논문에서는 임베딩 패키지의 솔더 조인트 신뢰성에 미치는 솔더 조인트의 에이징 효과를 유한요소법에 의한 수치해석을 통해 연구하였다. SAC305 솔더 조인트의 에이징 시간은 0, 60, 180 일이 적용되었고 신뢰성 분석을 위해 패키지 휨, ECS(Equivalent Creep Strain) 및 TSED(Total Strain Energy Density)이 분석되었다. 연구결과에 따르면 임베딩 패키지의 휨이 비임베딩 패키지에 비해 감소하여 임베딩 패키지내 솔더 접합부의 신뢰성이 높을 것으로 예측되었다. 또한, 에이징 시간이 길수록 임베디드 패키지의 휨이 감소하지만 솔더 조인트의 신뢰성 수명도 감소할 것으로 분석되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제31권3호
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• pp.4-10
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• 2013

In electronic industry, the trend of future electronics will be flexible, bendable, wearable electronics. Until now, there is few study on bonding technology and reliability of bonding joint between chip with micro solder bump and flexible substrate. In this study, we investigated joint properties of Si chip with eutectic Sn-58Bi solder bump on Cu pillar bump bonded on flexible substrate finished with ENIG by flip chip process. After flip chip bonding, we observed microstructure of bump joint by SEM and then evaluated properties of bump joint by die shear test, thermal shock test, and bending test. After thermal shock test, we observed that crack initiated between $Cu_6Sn_5IMC$ and Sn-Bi solder and then propagated within Sn-Bi solder and/or interface between IMC and solder. On the other hands, We observed that fracture propated at interface between Ni3Sn4 IMC and solder and/or in solder matrix after bending test.