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제안 방법
- 본 논문에서는 μBGA 패키지 조립 공정에서 솔더 볼 을 접합하는 적외선(Infra Red, IR) 리플로우 솔더링 온도 조건과 횟수들을 변화시켜서 솔더 접합부의 초기 접합강도를 측정하였다. 또한 솔더링 조건에서 솔더 볼 표면으로 Au가 확산되는 정도를 분석하였고, 세계 적인 납 금속의 규제동향 문제에 대응하기 위해서 무 연 솔더 3종류를 적용하여, 유연 솔더와의 전단강도 특성을 비교 평가하였다.
- 본 논문에서는 μBGA 패키지 조립 공정에서 솔더 볼 을 접합하는 적외선(Infra Red, IR) 리플로우 솔더링 온도 조건과 횟수들을 변화시켜서 솔더 접합부의 초기 접합강도를 측정하였다. 또한 솔더링 조건에서 솔더 볼 표면으로 Au가 확산되는 정도를 분석하였고, 세계 적인 납 금속의 규제동향 문제에 대응하기 위해서 무 연 솔더 3종류를 적용하여, 유연 솔더와의 전단강도 특성을 비교 평가하였다.
- “BGA 패키지를 조립하는 공정에서 솔더 볼을 볼 패드에 부착시킬 때 리플로우 솔더링 방식이 사용된다. 이 솔더링 온도의 영향을 분석하기 위해서 최대 솔더링 온도 조건을 21012, 2201, 23012] 3가지로 구분하였다. 설비는 ultra profile 2000(Sikama Co.
- 2 inch/min, 전체 통과 시간은 5분이다. 리플로우 과정 동안 노(furnace) 내부의 온도 분포는 SlimKIC thermal profiler로 측정하였다. 노는 5개의 가열 영역으로 구성되었으며, 가열 영역마다 설정된 온도 조건은 110*0, 170P, 160t, 19712, 220P이다.
- 무연 솔더에서는 리플로우 솔더링 온도가 최대 260P 조건에서 볼을 접합 시킨 후 초기 접합강도를 측정하였다. 솔더 볼이 패키지에 접합된 후 초기 접합강도를 평가하기 위해서 솔더 볼에 대한 전단강도를 측정하였다. 전단강도는 5개의 시편을 대상으로 Shear tester를 사용하여, 0.
- 솔더 볼이 패키지에 접합된 후 초기 접합강도를 평가하기 위해서 솔더 볼에 대한 전단강도를 측정하였다. 전단강도는 5개의 시편을 대상으로 Shear tester를 사용하여, 0.2 mm/sec의 속도로 실험하였다. 리플로 솔더링 후에 시편의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하였다.
- 2 mm/sec의 속도로 실험하였다. 리플로 솔더링 후에 시편의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하였다. 또한 EDX(Energy Dispersive X-ray)와 AES (Auger Electron Spectroscopy) 를 사용하여 계면 접합부와 솔더 볼 표면에 형성된 성분을 분석하였다.
- 리플로 솔더링 후에 시편의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 사용하였다. 또한 EDX(Energy Dispersive X-ray)와 AES (Auger Electron Spectroscopy) 를 사용하여 계면 접합부와 솔더 볼 표면에 형성된 성분을 분석하였다.
- 220t. 230P으로 구분하여 Au의 확산 정도를 평가 하였다. 63Sn-37Pb 솔더를 적용하여 최대 온도가 210℃일때 리플로우 횟수를 1회 실시한 후 솔더 볼 표면을 SEM으로 관찰한 결과 Au가 미세하게 실 형태나 작은 덩어리 형태의 얇은 층으로 관찰되었고, 22012, 230℃에서는 Au가 점점 많아짐을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 48 μBGA 패키지 조립공정에서 리플로우 솔더링 조건들을 변화시켜서 솔더 접합부의 초기 접합강도 변화와 형상, 파단면 상태를 관찰하였으며, 63Sn-37Pb 솔더와 무연 솔더 볼과의 전단강도 값을 비교 평가하였다. 또한 솔더볼 표면으로 Au의 확산 여부를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 연구에서는 48 μBGA 패키지 조립공정에서 리플로우 솔더링 조건들을 변화시켜서 솔더 접합부의 초기 접합강도 변화와 형상, 파단면 상태를 관찰하였으며, 63Sn-37Pb 솔더와 무연 솔더 볼과의 전단강도 값을 비교 평가하였다. 또한 솔더볼 표면으로 Au의 확산 여부를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 패키지는 48 μBGA이며, Fig. 1에 패키지의 단면 구조를 나타내었다. 패키지의 크기는 6.
- 1에 패키지의 단면 구조를 나타내었다. 패키지의 크기는 6.3X6.2 mm이고, 솔더 볼 크기는 00.35 mm이다. 패드 피치는 0.
- 플럭스는 수용성인 WS613을 사용하였고, 솔더 볼의 조성으로 유연 솔더는 63Sn-37Pb이고, 무연솔더는 Sn-3.5Ag, Sn-2.OAg-0.
- 5Cu-2.OBi, Sn-3.5Ag-0.75Cu 3종류를 사용하였다. 무연 솔더에서는 리플로우 솔더링 온도가 최대 260P 조건에서 볼을 접합 시킨 후 초기 접합강도를 측정하였다.
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