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문제 정의
- 따라서 본 논문은 최근 경박 단소화, 고기능화의 요구에 맞는 플립칩 패키지를 대상으로 솔더 접합부의 열 피로 특성에 관한 연구를 점소성 이론을 이용하여 플립 칩 패키지의 열피로 수명応)을 평가하였으며, 그 타당성을 실제 열피로 실험을 통하여 비교, 검토하였다.
- 본 연구는 전송 속도의 고속화, 디바이스의 경박 단소 화 추세에 따른 전기, 전자, 통신 분야에 금후 폭넓게 사용될 플립 칩 패키지의 장기 신뢰성 중 가장 중요시되는 열 피로 수명에 관하여 이론 및 실험을 통하여 검토 하였다. 해석과 실험을 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
- 실험조건, 대상물의 재료종류, 크기, 형상, 특히 가열 온도조건에 따라 기존의 연구자들은 솔더의 거동을 예측하기 위한 각종 모델들을 적용하였다. 본 연구에서는 솔더를 점소성으로 모델링하여 열피로 수명을 이론 및 실험을 통하여 비교 검토하였다. 특히 열 사이클 하에서 솔더의 낮은 항복 강도와 높은 유연성의 점성 특성을 무시할 수 없기 때문에 전자기기의 솔더 접합부의 거동을 설명하는 데는 Anand의 법칙4)이 많이 사용되고 있다.
가설 설정
- 또한, 최외각 솔더 접합부의 지름 120㎛가 완전히 파단 할 때까지를 열 피로수명으로 가정하고, 열 피로 수명식인 (7)식에 대입하면 1075 사이클이 열 피로 수명이 된다. 즉, 본 연구의 모델의 경우 초기 균열까지 의 사이클 수는 440이며 완전히 파단 될 때까지의 균열 진전 사이클은 약 635 사이클로 열피로 수명은 약 1075 사이클였다.
- 또한, 해석에 사용한 각 재료의 물성치는 Table 2에 나타내었으며, 본 연구에 사용한 각 요소의 종류 및 사이즈를 Table 3에 나타내었다. 아울러 해석의 관심이 되는 솔더 접합부를 제외한 다른 재료들은 모두 등방성의 탄성재료로 가정하였다.
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