[논문]VIBRATION ANALYSIS OF FBGA SOLDER JOINTS OF THE MEMORY MODULE SUBJECTED TO HARMONIC EXCITATION

Cinar, Yusuf; Jang, Jin-Woo; Jang, Gun-Hee; Kim, Seon-Sik; Jang, Jae-Seok; Chang, Jin-Kyu

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Cinar, Yusuf (한양대학교 기계공학과) , Jang, Jin-Woo , Jang, Gun-Hee , Kim, Seon-Sik , Jang, Jae-Seok , Chang, Jin-Kyu

Vibration analysis of Fine-pitch Ball Grid Array (FBGA) packages mounted on a Printed Circuit Board (PCB) subjected to harmonic excitation is performed by using finite element method (FEM). A finite element model of a memory module is composed of three main parts, packages, simplified solder balls and bare PCB. At first, natural frequencies and mode shapes of the developed model were confirmed experimentally. Secondly, the harmonic excitation experiment for the module was carried out at the first natural frequency of the memory module, and it was verified with the simulation by using mode superposition method at a constant acceleration.

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문제 정의

Natural frequencies of the memory module have a great effect on the fatigue life of solder joint. This paper presents a finite element model of the memory module by using a finite element analysis tool, ANSYS and its response due to harmonic excitation of the memory module.
The accuracy of the model is also verified by a forced vibration analysis. This research also shows that a method of simplification of the complex structure can be used to obtain reasonable results. This research will be extended to predict the fatigue life time of a memory module subjected to vibration.

제안 방법

Experimental modal testing with free boundary conditions is performed to verify the proposed simulated results. An impact hammer is used to excite a memory module.

이론/모형

The response of a memory module subjected to harmonic excitation was investigated by using mode superposition method. Finite element model of memory module was coupled rigidly from two shorts and one long side of the PCB with a nodal mass to present base excitation.

후속연구

This research also shows that a method of simplification of the complex structure can be used to obtain reasonable results. This research will be extended to predict the fatigue life time of a memory module subjected to vibration.

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