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NTIS 바로가기大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.33 no.4 = no.283, 2009년, pp.380 - 387
최남진 (충북대학교 대학원 기계공학과) , 주진원 (충북대학교 기계공학부)
The reliability concerns of solder interconnections in flip chip PBGA packages are produced mainly by the mismatch of coefficient of thermal expansion(CTE) between the module and PCB. Finite element analysis has been employed extensively to simulate thermal loading for solder joint reliability and d...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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BGA(ball grid array) 패키지의 장점은? | 반도체 칩은 주위의 전자부품들과 전기적, 기계적으로 연결되어야할 뿐만 아니라, 주위환경으로부터 보호할 수 있는 장치가 필요하며, 이와 같은 장치에 대한 기술을 전자패키징이라고 한다. BGA(ball grid array) 패키지는 면적대비 높은 연결밀도, 좋은 표면 실장특성과 더 나은 전기적, 열적 성능, 낮은 높이 등의 장점으로 개발되어 WB-PBGA(wire bond PBGA) 패키지나 FCPBGA(flip chip PBGA) 패키지의 형태로 널리 사용되고 있다. 이러한 BGA 패키지의 특성을 평가하고 설계의 신뢰성을 확보하기 위해서는 먼저 패키지의 온도변화로 인한 열-기계적인 거동을 예측하고 평가하는 것이 필요하다 | |
본 논문에서는 FC-PBGA 패키지의 온도변화에 따르는 유한요소 비선형 해석을 수행하고, 여러 가지 유한요소 모델링과 조건에 대한 해석결과를 비교하여 어떤 결론은 얻었는가? | (1) 반도체 패키지의 유한요소 해석에 있어서 3차원 형상을 고려한 2차원 유한요소 모델(peudo 3D 모델)을 사용하면 효과적이면서 3차원 유한요소 모델의 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다. (2) FC-PBGA 패키지의 열변형 유한요소 해석에서 2단 선형 경화모델을 사용하면 솔더볼의 변형을 정확히 예측하기 어려우며, 온도에 따른 정확한 탄소성 특성식을 사용할 때 무아레 간섭계 실험결과와 잘 일치하였다. (3) FC-PBGA 패키지의 온도변화에 대한 해석은 비선형적이며, 같은 온도 차이라도 솔더볼에 집중되는 변형률의 크기는 온도이력에 따라 매우 다른 결과를 얻게 되었다. (4) 솔더볼은 온도 상승속도에 따라 다른 해석결과를 보이며 상승속도가 낮을 때에는 변형이 시간에 따라 변하는 점소성 모델을 사용하여야 패키지 전체의 신뢰성 있는 유한요소 해석 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. | |
FC-PBGA 패키지의 단점은? | FC-PBGA 패키지는 여러 가지의 재료로 구성되어 복잡한 구조를 가지고 있으며, 탄소성과 크립을 포함한 심한 비선형 해석을 수행하여야 하므로 전체 모델을 3차원으로 자세하게 모델링하여 해석하는 것은 비효율적인 경우가 많이 있다. 변형을 측정하는 광학적인 실험방법에서는 언제나 시편의 표면을 측정하게 되므로 본 논문에서는 실험결과와의 비교에 있어서 유한요소 모델의 영향을 파악할 수 있도록 Fig. |
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