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문제 정의
- BGA 패키지의 파손메카니즘은 솔더와 기판 사이의 열팽창계수 차이에 의하여 솔더와 기판 사이의 균열이 발생한다는 것이 규명되어 있다[6]. 따라서 본 연구에서는 열팽창계수 차이에 의한 솔더와 기판사이의 파손에 의한 전기적 저항 증가를 측정함으로써 솔더 조인트의 파손 메커니즘을 정량적으로 규명하였다.
- 본 연구에서는 솔더 조인트의 신뢰성에 영향을 미치는 절연저항의 변화를 실험적으로 확인하기 위해 BGA 칩이 무연 솔더인 Sn-3.5Ag-0.5Cu (SAC)와 유연솔더인 63Sn-37Pb (SnPb)으로 실장된 daisy-chain specimen 에 열 피로 중격에 의한 가속실험을 수행하였다. 그리고 이 실험의 결과를 포함하는 한계상태방정식을 도입하여 파손확률을 산정하고 이에 대응하는 신뢰도 지수와 안전계수에 대한 연관성을 규명한 후 FORM(first- order reliability method) 과 Weibull Function Model 을 이용해 도출된 결과도 비교하였다.
- 그것은 시스템을 정상조건보다 더 큰 응력을 부과하여 실험하는 방법이다. 이런 조건에서 실험한 자료를 이용하여 정상조건에 서의 시스템의 평균수명과 신뢰도, 고장률 등을 주론하는 것이다.
가설 설정
- 6mm 이고 다층 단면기판 으로 되어있다. SnPb 솔더 조인트의 용융온도는 183℃이고 SAC 솔더 조인트의 용융온도는 213℃ 이므로 가속수명실험에서 가해지는 온도범위를 - 40℃~125℃로 설정하였다.
- 본 연구에서는 저항과 하중에 관한 변수들을 모두 정규분포라 가정하고 확률분포가 평균과 표준편차에 의해서 결정된다고 가정하였다.
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