가속수명시험을 이용한 Packaging Substrate PCB의 ECM에 대한 신뢰성 예측에 관한 연구 A Study on the Reliability Prediction about ECM of Packaging Substrate PCB by Using Accelerated Life Test원문보기
As information-oriented industry has been developed and electronic devices has come to be smaller, lighter, multifunctional, and high speed, the components used to the devices need to be much high density and should have find pattern due to high integration. Also, diverse reliability problems happen...
As information-oriented industry has been developed and electronic devices has come to be smaller, lighter, multifunctional, and high speed, the components used to the devices need to be much high density and should have find pattern due to high integration. Also, diverse reliability problems happen as user environment is getting harsher. For this reasons, establishing and securing products and components reliability comes to key factor in company's competitiveness. It makes accelerated test important to check product reliability in fast way. Out of fine pattern failure modes, failure of Electrochemical Migration(ECM) is kind of degradation of insulation resistance by electro-chemical reaction, which it comes to be accelerated by biased voltage in high temperature and high humidity environment. In this thesis, the accelerated life test for failure caused by ECM on fine pattern substrate, $20/20{\mu}m$ pattern width/space applied by Semi Additive Process, was performed, and through this test, the investigation of failure mechanism and the life-time prediction evaluation under actual user environment was implemented. The result of accelerated test has been compared and estimated with life distribution and life stress relatively by using Minitab software and its acceleration rate was also tested. Through estimated weibull distribution, B10 life has been estimated under 95% confidence level of failure data happened in each test conditions. And the life in actual usage environment has been predicted by using generalized Eyring model considering temperature and humidity by developing Arrhenius reaction rate theory, and acceleration factors by test conditions have been calculated.
As information-oriented industry has been developed and electronic devices has come to be smaller, lighter, multifunctional, and high speed, the components used to the devices need to be much high density and should have find pattern due to high integration. Also, diverse reliability problems happen as user environment is getting harsher. For this reasons, establishing and securing products and components reliability comes to key factor in company's competitiveness. It makes accelerated test important to check product reliability in fast way. Out of fine pattern failure modes, failure of Electrochemical Migration(ECM) is kind of degradation of insulation resistance by electro-chemical reaction, which it comes to be accelerated by biased voltage in high temperature and high humidity environment. In this thesis, the accelerated life test for failure caused by ECM on fine pattern substrate, $20/20{\mu}m$ pattern width/space applied by Semi Additive Process, was performed, and through this test, the investigation of failure mechanism and the life-time prediction evaluation under actual user environment was implemented. The result of accelerated test has been compared and estimated with life distribution and life stress relatively by using Minitab software and its acceleration rate was also tested. Through estimated weibull distribution, B10 life has been estimated under 95% confidence level of failure data happened in each test conditions. And the life in actual usage environment has been predicted by using generalized Eyring model considering temperature and humidity by developing Arrhenius reaction rate theory, and acceleration factors by test conditions have been calculated.
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문제 정의
이는 정상 환경에서의 스트레스(온도, 습도 등)를 이용한 수명시험은 시간이 많이 소요되어 개발된 제품에 대한 신속하고 정확한 신뢰도 예측을 어렵게 하고 있다. 본 논문에서는 가혹한 환경에서의 스트레스를 이용한 가속수명시험을 통해 시간이 많이 소요될 수 있는 정상 환경에서의 스트레스를 이용한 수명시험을 대신하여 제품사용에 대한 수명을 예측하는 방법론을 제시하는 것이다. 본 연구에서 기술한 가속 수명 시험 이론과 실제 실험 데이터를 분석한 가속 수명 분포 및 수명-스트레스 관계를 이용하면 실제 사용 조건에서의 수명 예측을 보다 신속하고 정확하게 할 수 있으며, 궁극적 으로 높은 수준의 신뢰도 예측이 가능한 제품 설계 및 개발이 신속히 이루어지는 효과를 기대할 수 있다.
본 연구에서는 PCB(인쇄회로기판) 중 고밀도, 고직접화 되어서 사용되는 Packaging Substrate의 가속 수명 시험을 통해 실제 사용 환경에서의 수명을 예측하였다. Packaging Substrate에서 발생하는 고장 중 고온, 고습 환경에서 전압인가에 의해 발생되는 ECM(Electrochemical Migration) 현상에 대하여 종류 및 발생메커니즘을 조사 연구하였으며, 온도와 습도와 관련된 수명분포 및 수명-Stress 관계식, 가속 시험 방법에 대해 조사하고 가속 시험 조건을 결정하였다.
가속 수명 시험 모형에서 가정한 수명 분포의 적합성을 검정한다. 여기에서 분포의 적합성이랑 시험 데이터가 가정한 수명 분포를 따른다고 가정할 수 있는지 통계적으로 판단하는 것이다.
가설 설정
Electrochemical Migration에 의한 절연 저항 열화는 아레니우스 반응속도론을 발전시켜 온도, 습도, 전압 이외의 스트레스의 영향도 고려한 식(1)과 같은 일반화된 아이링(Eyring)식을 가정한다[12].
가속 수명 시험 모형(수명 분포와 수명-스트레스 관계)을 가정하고 데이터를 분석하여, 각 시험 조건에서의 수명 분포의 모수와 수명-스트레스 관계를 추정한다. 이때 수명 분포의 적합성과 시험 조건 사이의 가속성을 검정하는 것이 필요하다.
온도와 습도 두 가지의 가속 시험 조건 사이의 가속성 성립 여부를 확인한 후 가속 수명 시험 모형을 위와 같이 일반화된 아이링(Eyring) 관계로 가정하고 데이터 분석을 minitab 소프트웨어를 이용하여 최우 추정법으로 추정하였다. Minitab 소프트웨어에는 아이링 모델을 바로 적용할 수가 없으나, 본 시험의 온도, 습도 스트레스에 대한 관계식이 아레니우스 모델 × 아레니우스 모델 형태이기 때문에 아레니우스 모델을 두 가지 가속 변수로 적용하여 분석을 하였다.
제안 방법
ECM 가속 수명 시험 및 와이블 분석을 통해 가속성 성립을 확인 후 고장 발생 시료에 대한 고장 분석을 실시하였다. 고장 분석은 고장 발생된 시료에 대한 회로/간격 사이에서의 dendrite 발생을 관찰함으로써, ECM의 발생에 대한 검증을 수행하였다.
ECM을 위한 실험은 환경 조건을 인가하기 위한 환경챔버와 실시간 절연저항을 측정하는 장비로 구성하였다. 환경챔버는 고온 고습용 환경시험 챔버와 가속스트레스에 따른 가혹한 환경을 위한 초가속 스트레스 시험 쳄버(high accelerated stress test : HAST) 시스템을 사용하였다.
Minitab 소프트웨어에는 아이링 모델을 바로 적용할 수가 없으나, 본 시험의 온도, 습도 스트레스에 대한 관계식이 아레니우스 모델 × 아레니우스 모델 형태이기 때문에 아레니우스 모델을 두 가지 가속 변수로 적용하여 분석을 하였다.
본 연구에서는 PCB(인쇄회로기판) 중 고밀도, 고직접화 되어서 사용되는 Packaging Substrate의 가속 수명 시험을 통해 실제 사용 환경에서의 수명을 예측하였다. Packaging Substrate에서 발생하는 고장 중 고온, 고습 환경에서 전압인가에 의해 발생되는 ECM(Electrochemical Migration) 현상에 대하여 종류 및 발생메커니즘을 조사 연구하였으며, 온도와 습도와 관련된 수명분포 및 수명-Stress 관계식, 가속 시험 방법에 대해 조사하고 가속 시험 조건을 결정하였다.
Packaging Substrate의 Fine Pattern 제조방법인 SAP(Semi-Additive Process)공법을 적용한 회로/폭, 20/20 평가 시료를 제작하여, 온도와 습도를 스트레스로 선정하여 가속시험을 5가지 조건으로 시행하여 고장시간 data를 수집하고, 고장을 파괴 분석한 결과 고장모드는 절연 열화 (절연저항 감소), 고장 메커니즘은 ECM인 Dendrite growth임을 SEM과 EDX를 이용하여 확인하였다.
가속 수명 시험 모형에서 가정한 수명 분포의 적합성을 검정한다. 여기에서 분포의 적합성이랑 시험 데이터가 가정한 수명 분포를 따른다고 가정할 수 있는지 통계적으로 판단하는 것이다.
ECM 가속 수명 시험 및 와이블 분석을 통해 가속성 성립을 확인 후 고장 발생 시료에 대한 고장 분석을 실시하였다. 고장 분석은 고장 발생된 시료에 대한 회로/간격 사이에서의 dendrite 발생을 관찰함으로써, ECM의 발생에 대한 검증을 수행하였다. 분석방법은 광학현미경을 이용하여, 시료 표면의 회로 사이에서 형성된 dendrite의 형태를 관찰 및 분석하였고, dendrite 가 관찰된 일부 시료는 전자 현미경 (SEM: Scanning Electron Microscopy)과 EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)를 이용하여 정밀 분석 및 성분 분석하였다.
고장 판정 기준은 연속하여 절연저항 값을 측정하여 ECM발생으로 인한 초기 저항치 대비 1 지수 이상 절연 열화되거나, 1㏁ 이하의 값이 측정되는 시간을 고장발생 시간으로 규정하였다. 단 시험 중 절연저항 값이 회복되는 것은 고장에서 제외하였다.
그러나 기존 연구에서는 ECM 발생 메커니즘에 대한 연구가 대부분이며, 현재 전자부품기기의 발전 동향과 더불어 실제 업체에서 개발 적용되고 있는 Semi- Additive Process(SAP)공법 등의 새로운 공정을 적용한 회로폭/간격 20/20㎛이하의 미세회로 패턴에 대한 ECM 발생 메커니즘 및 수명에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SAP 공법으로 제조한 회로폭/간격 20/20㎛를 갖는 Packaging Substrate에 대해 다양한 온도, 습도 조건에서 가속 수명 시험을 통해 Fine pattern에서의 ECM 고장 메커니즘을 확인하고, 실제 가속 수명 시험 결과를 바탕으로 Minitab 소프트웨어[14]를 이용하여 수명 분포 및 수명-Stress관계식을 추정하고 가속성 검증을 하였다. 또한 와이블 분포를 통해 각각의 시험조건에서 발생된 고장데이터의 신뢰성 척도를 추정하여 실제 사용 환경에서의 수명을 예측하고, 스트레스 인자인 온도 및 습도의 조건별 가속 계수를 산출하였다.
위에서 설명한 바와 같이 여러 가속 시험이 제안되고 있지만 가장 중요한 것은 제품의 사용 환경 조건에 적절히 맞아야 하며, 과도한 오버 스트레스가 인가되면 제품의 신뢰성 평가를 위한 시험의 목적에 일치하지 않을 수 있기 때문에 주의해야 한다. 따라서 본 연구의 실험 조건은 위의 내용 중에서 Packaging Substrate의 특성에 맞도록 항온 항습 조건(85℃/85%RH)과 불포화형 가압시험 조건을 고려하여 결정하였다.
또한 가속 시험 조건 사이의 가속성 성립 여부를 검정하였다. 가속성이 성립하면 와이블 확률 용지에 표시된 각각의 가속 조건의 수명 분포 추정선의 기울기(와이블 분포에서의 형상모수(β))가 같게 된다.
따라서 본 연구에서는 SAP 공법으로 제조한 회로폭/간격 20/20㎛를 갖는 Packaging Substrate에 대해 다양한 온도, 습도 조건에서 가속 수명 시험을 통해 Fine pattern에서의 ECM 고장 메커니즘을 확인하고, 실제 가속 수명 시험 결과를 바탕으로 Minitab 소프트웨어[14]를 이용하여 수명 분포 및 수명-Stress관계식을 추정하고 가속성 검증을 하였다. 또한 와이블 분포를 통해 각각의 시험조건에서 발생된 고장데이터의 신뢰성 척도를 추정하여 실제 사용 환경에서의 수명을 예측하고, 스트레스 인자인 온도 및 습도의 조건별 가속 계수를 산출하였다.
고장 분석은 고장 발생된 시료에 대한 회로/간격 사이에서의 dendrite 발생을 관찰함으로써, ECM의 발생에 대한 검증을 수행하였다. 분석방법은 광학현미경을 이용하여, 시료 표면의 회로 사이에서 형성된 dendrite의 형태를 관찰 및 분석하였고, dendrite 가 관찰된 일부 시료는 전자 현미경 (SEM: Scanning Electron Microscopy)과 EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)를 이용하여 정밀 분석 및 성분 분석하였다. 고장 분석 결과 모든 시료에서 [Figure 8]과 같이 회로와 회로 사이에서 침상(Tree like dendrite)의Cu가 발생된 것을 관찰 할 수 있었다.
시험 결과는 가속시험 조건을 수행하는 동안 Ion migration evaluation system으로 실시간으로 매 6분마다 회로간 절연저항을 측정하였다. 초기 절연저항 값은 1.
실험용 시편은 IPC에서 추천하는 빗살무늬 콤 패턴(comb pattern) 디자인을 이용하였으며, FC-BGA에 적용되는 Primer layer를 사용하고 미세 회로 공법인 SAP(semi-additive process)를 적용하여 회로 폭/간격은 20/20㎛, 15/15㎛, 10/10㎛의 3종류로 제작하였으며 평가 회로 부분은 DFSR(dry film solder resist)로 절연을 하여 [Figure 2]와 같이 제작 하였다. 제작된 시료의 회로/간격의 확인을 위해 SEM(전자현미경) 분석을 통해 검증하였다.
온도, 습도 외의 인자인 인가전압은 15V, 측정 전압은 50V로 동일 조건으로 인가하였다. 연속절연 저항 측정 시스템을 이용하여 연속적으로 절연저항을 측정하였고 각 조건 별로 1,000시간 진행하였으며 시료 수는 각 조건 별로 20개의 시편에 대한 시험을 진행하였다. 단, 시험조건 1와 5는 동일 조건이므로 한번의 시험만 진행하였다.
0×109Ω 수준으로 유사하게 측정되었다. 절연저항이 고장 정의 기준 이하로 감소되는 경우를 ECM발생시간으로 기록하였다. 시험 조건1(85℃/85%RH)의 실험 결과 약 700시간 경과 후에 최초 고장이 발생하였으며 시험 기간인 1,000시간 동안 20개의 시료 중에서 7개만 고장 발생하였다.
추정된 수명-스트레스를 사용 조건으로 외삽하여 사용 조건에서의 수명을 추정한다. 또한 사용 조건과 특정 가속 조건 사이의 가속 계수를 추정한다.
대상 데이터
가속 수명 시험을 실시하고, 데이터를 수집한다. 어떤 고장 메커니즘으로 한하여 고장이 발생하였는지를 확인하기 위하여 시험 중 고장 분석이 수행되어야 한다.
데이터처리
가속 수명 시험 설계 이론을 근거로 가속시험에서 수집된 각 시험 조건별 data에 적합한 수명분포와 수명-stress관계를 Minitab 소프트웨어를 이용하여 Anderson-darling법으로 검정한 결과, 와이블 분포와 일반화된 아이링(Eyring) 모델이 적합한 것을 확인하였다. 또한 각 시험조건에서의 모수를 최우 추정 법을 이용하여 추정하였으며, 가속 수명 시험 조건 사이에 가속성이 성립하는지 검정하고, 수명-Stress 관계를 추정, 검정하였다. 분석된 수명-Stress data를 외삽하여 사용 환경인 25℃, 50%RH에서 B10수명을 예측한 결과 신뢰 수준 95%에서 202,292시간(hr)으로 추정되었다.
실험용 시편은 IPC에서 추천하는 빗살무늬 콤 패턴(comb pattern) 디자인을 이용하였으며, FC-BGA에 적용되는 Primer layer를 사용하고 미세 회로 공법인 SAP(semi-additive process)를 적용하여 회로 폭/간격은 20/20㎛, 15/15㎛, 10/10㎛의 3종류로 제작하였으며 평가 회로 부분은 DFSR(dry film solder resist)로 절연을 하여 [Figure 2]와 같이 제작 하였다. 제작된 시료의 회로/간격의 확인을 위해 SEM(전자현미경) 분석을 통해 검증하였다.
이론/모형
각 시험 조건에서의 모수를 추정하기 위해 가속 수명 시험에서 주로 사용되는 최우 추정법을 이용하였다. 그 결과 각 시험 조건에서 발생된 고장 데이터의 신뢰도 95%에서 B10수명(전체 시료 중 10%가 고장 나는 시간) 및 형상 모수(β) 와 척도 모수(α) 를 [Table 5]와 [Table 6]과와 같이 추정하였다.
시험 조건은 ECM 가속 모델 및 수명 연구를 위해 가속 스트레스 인자인 온도, 습도를 고려하고, IPC(The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuit) 및 JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)의 시험 규격을 참고하여 [Table 2]와 같이 결정하였다. 온도, 습도 외의 인자인 인가전압은 15V, 측정 전압은 50V로 동일 조건으로 인가하였다.
환경챔버는 고온 고습용 환경시험 챔버와 가속스트레스에 따른 가혹한 환경을 위한 초가속 스트레스 시험 쳄버(high accelerated stress test : HAST) 시스템을 사용하였다. 실시간 절연저항 측정 및 저항 값을 모니터링 하기 위한 장비는 일본 ESPEC 社의 Ion Migration Evaluation System(AMI)을 사용하였다. 시험 챔버와 절연저항 측정 시스템과의 연결된 모양은 [Figure 3]과 같다.
ECM을 위한 실험은 환경 조건을 인가하기 위한 환경챔버와 실시간 절연저항을 측정하는 장비로 구성하였다. 환경챔버는 고온 고습용 환경시험 챔버와 가속스트레스에 따른 가혹한 환경을 위한 초가속 스트레스 시험 쳄버(high accelerated stress test : HAST) 시스템을 사용하였다. 실시간 절연저항 측정 및 저항 값을 모니터링 하기 위한 장비는 일본 ESPEC 社의 Ion Migration Evaluation System(AMI)을 사용하였다.
성능/효과
Dendrite 형성의 메커니즘을 확인 해보기 위해 EDX를 이용하여 여러 시료에서 발생한 dendrite의 성분을 분석한 결과 동일하게 Cu성분을 확인 할 수 있었다. 즉, 각각의 가속 시험 조건 사이에 동일한 메커니즘인 ECM중 dendrite growth에 의한 고장이 발생되었음을 확인하였다.
가속 수명 시험 설계 이론을 근거로 가속시험에서 수집된 각 시험 조건별 data에 적합한 수명분포와 수명-stress관계를 Minitab 소프트웨어를 이용하여 Anderson-darling법으로 검정한 결과, 와이블 분포와 일반화된 아이링(Eyring) 모델이 적합한 것을 확인하였다. 또한 각 시험조건에서의 모수를 최우 추정 법을 이용하여 추정하였으며, 가속 수명 시험 조건 사이에 가속성이 성립하는지 검정하고, 수명-Stress 관계를 추정, 검정하였다.
가속수명 시험의 결과를 온도, 습도 각각 가속 스트레스 수준 별로 Minitab 소프트웨어의 Anderson-Darling 검정 방법을 이용하여 수명 및 고장 분포에 대한 분포적합성을 검증 하였으며, 그 결과 온도, 습도에 대한 검증은 [Figure 4]와 [Figure 5]와 같이 Anderson-Darling 값이 가장 작은 분포인 와이블 분포가 가장 적합한 것으로 판단되었다.
분석방법은 광학현미경을 이용하여, 시료 표면의 회로 사이에서 형성된 dendrite의 형태를 관찰 및 분석하였고, dendrite 가 관찰된 일부 시료는 전자 현미경 (SEM: Scanning Electron Microscopy)과 EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)를 이용하여 정밀 분석 및 성분 분석하였다. 고장 분석 결과 모든 시료에서 [Figure 8]과 같이 회로와 회로 사이에서 침상(Tree like dendrite)의Cu가 발생된 것을 관찰 할 수 있었다. 따라서 본 절연 저항의 감소가 dendrite 형성에 의한 것임을 확인 할 수 있었다.
즉, 실제 사용 환경에서 약 23년이 지난 시점에서 10%가 ECM으로 인한 고장이 발생됨을 예측할 수 있었다. 또한 이때의 가속 계수를 산출하여 항온 항습 쳄버를 이용한 85℃ / 85%RH 조건에서의 가속시험은 실제 사용 환경인 25℃ / 50%RH에서의 약300배 수준이며, 가압쳄버를 이용한 불포화시험130℃ / 85%RH에서의 가속 시험은 약 1,400배 이상의 가속 시험임을 알 수 있었다.
또한 각 시험조건에서의 모수를 최우 추정 법을 이용하여 추정하였으며, 가속 수명 시험 조건 사이에 가속성이 성립하는지 검정하고, 수명-Stress 관계를 추정, 검정하였다. 분석된 수명-Stress data를 외삽하여 사용 환경인 25℃, 50%RH에서 B10수명을 예측한 결과 신뢰 수준 95%에서 202,292시간(hr)으로 추정되었다. 즉, 실제 사용 환경에서 약 23년이 지난 시점에서 10%가 ECM으로 인한 고장이 발생됨을 예측할 수 있었다.
절연저항이 고장 정의 기준 이하로 감소되는 경우를 ECM발생시간으로 기록하였다. 시험 조건1(85℃/85%RH)의 실험 결과 약 700시간 경과 후에 최초 고장이 발생하였으며 시험 기간인 1,000시간 동안 20개의 시료 중에서 7개만 고장 발생하였다. 나머지 시험 조건에서는 20개 시료 모두 1,000시간 동안 고장이 발생하였다.
위 분포의 형상 모수는 5.83765로 추정되었으며, 온도, 습도 스트레스 수준별 95% 신뢰 구간에서의 척도모수 및 B10수명의 추정값은 [Table 7]과 같으며, 사용 조건 25℃, 50%RH에서의 척도 모수는 297,421(hr), B10수명은 202,292시간(hr)으로 추정되었다.
전자부품의 경박 단소화 및 고집적화에 따라 인쇄회로기판(PCB) 내부의 회로간의 간격이 점점 줄어들게 됨으로서, 이에 따라 전류, 전압, 습도, 환경 등과 복합 적으로 연관된 새로운 신뢰성 문제들이 인쇄회로기판 및 칩 패키지 신뢰성에 많은 영향을 주게 되었다. 특히 Package Substrate PCB에 Fine Pattern이 적용되면서 발생되는 ECM 고장에 대해 사용 환경에서의 수명 예측 등 신뢰성 척도에 관한 연구는 부족한 현실이며 명확한 신뢰성 평가 방안이 제시 되지 않고 있다.
Dendrite 형성의 메커니즘을 확인 해보기 위해 EDX를 이용하여 여러 시료에서 발생한 dendrite의 성분을 분석한 결과 동일하게 Cu성분을 확인 할 수 있었다. 즉, 각각의 가속 시험 조건 사이에 동일한 메커니즘인 ECM중 dendrite growth에 의한 고장이 발생되었음을 확인하였다.
분석된 수명-Stress data를 외삽하여 사용 환경인 25℃, 50%RH에서 B10수명을 예측한 결과 신뢰 수준 95%에서 202,292시간(hr)으로 추정되었다. 즉, 실제 사용 환경에서 약 23년이 지난 시점에서 10%가 ECM으로 인한 고장이 발생됨을 예측할 수 있었다. 또한 이때의 가속 계수를 산출하여 항온 항습 쳄버를 이용한 85℃ / 85%RH 조건에서의 가속시험은 실제 사용 환경인 25℃ / 50%RH에서의 약300배 수준이며, 가압쳄버를 이용한 불포화시험130℃ / 85%RH에서의 가속 시험은 약 1,400배 이상의 가속 시험임을 알 수 있었다.
항온항습 쳄버를 이용한 85℃ / 85%RH 조건에서의 가속시험은 실제 사용 환경인 25℃ / 50%RH에서의 약 300배 수준이며, 가압쳄버를 이용한 불포화시험130℃ / 85%RH에서의 가속시험은 약 1400배 이상의 가속 시험임을 알 수 있었다.
후속연구
본 논문에서는 가혹한 환경에서의 스트레스를 이용한 가속수명시험을 통해 시간이 많이 소요될 수 있는 정상 환경에서의 스트레스를 이용한 수명시험을 대신하여 제품사용에 대한 수명을 예측하는 방법론을 제시하는 것이다. 본 연구에서 기술한 가속 수명 시험 이론과 실제 실험 데이터를 분석한 가속 수명 분포 및 수명-스트레스 관계를 이용하면 실제 사용 조건에서의 수명 예측을 보다 신속하고 정확하게 할 수 있으며, 궁극적 으로 높은 수준의 신뢰도 예측이 가능한 제품 설계 및 개발이 신속히 이루어지는 효과를 기대할 수 있다.
ECM 현상은 양극에서 이온화된 금속이 이동하여 음극에서 성장한 덴드라이트(dendrite)가 양극전극에 연결되어 전기적 파괴가 발생하는 경우와 양극에서 성장한 전도성 양극 필라멘트(Conductive Anode Filament) 에 의한 절연파괴가 있는데, 사용되는 재료, 전극 사이의 간격, 제조 공정, 온도 및 습도 등의 사용 환경에 따라 발생 경향이 달라지게 된다. 이러한 고장을 실제 사용 조건에서 예측하는 데에는 한계가 있기 때문에 보다 가혹한 조건에서의 가속 수명시험(Accelerated Life Test)을 통하여 시험 데이터를 분석하고 수명-스트레스 관계식을 추정, 이로부터 사용조건의 수명 예측을 통하여 제품 설계 및 개발이 이루어져야 높은 수준의 신뢰성 확보가 가능하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인쇄회로기판 내부의 회로간의 간격이 점점 줄어드는 이유는 무엇인가?
전자부품의 경박 단소화 및 고집적화에 따라 인쇄회로기판(PCB) 내부의 회로간의 간격이 점점 줄어들게 되었다. 특히 반도체 패키징 Substrate 제조 업체의 경우 회로의 폭과 간격을 줄이기 위한 노력을 계속 하고 있으며, 2012년 현재 회로 폭/간격(Width/Spacing) 20/20㎛ 이하의 미세 회로를 가공하는 기술은 이미 확보 된 것으로 보고되고 있다.
PCB란 무엇인가?
PCB(Printed Circuit Board)란 여러 종류의 부품을 탑재하기 위해 페놀수지 또는 에폭시 수지로 된 평판 위에 도체회로를 형성시킨 것으로 전자부품을 전기적으로 연결하여 전원 등을 공급하는 배선의 역할과 전자부품을 기계적으로 고정시켜 주는 역할을 동시에 담당하는 전자부품이다. 용도별로는 부품실장(Mounting) 용과 반도체실장용으로 구분되는데 부품실장용은 TV, 컴퓨터 등 전자기기의 부품을 장착할 목적으로 제작된 제품들을 지칭하는 것이며, 반도체를 장착하기 위한 PCB는 리드프레임(Lead Frame)을 이용하여 회로를 연결하던 형태에서 기판 형태의 ‘Packaging Substrate’로 발전하고 있다.
기판 형태의 ‘Packaging Substrate’의 주요 제품에는 무엇이 있는가?
용도별로는 부품실장(Mounting) 용과 반도체실장용으로 구분되는데 부품실장용은 TV, 컴퓨터 등 전자기기의 부품을 장착할 목적으로 제작된 제품들을 지칭하는 것이며, 반도체를 장착하기 위한 PCB는 리드프레임(Lead Frame)을 이용하여 회로를 연결하던 형태에서 기판 형태의 ‘Packaging Substrate’로 발전하고 있다. 이러한 기판 형태의 사용 확대는 칩의 사이즈 소형화와 용량 및 속도 개선에 기인한 것으로, 주요 제품으로는 BGA(Ball Grid Array), CSP(Chip Scale Package), BOC(Board on Chip) 등이 있으며, 최근 전자제품 및 통신기기들의 소형화, 고성능화 추세에 따라 반도체의 집적도가 높아지면서 수요가 큰 폭으로 증가하고 있다[3].
참고문헌 (14)
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