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[국가R&D연구보고서] 무연솔더로 실장된 칩저항기에 대한 고장물리에 기반한 가속수명시험법 개발 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 전자부품연구원
Korean Electronics Technology Institute
연구책임자 한창운
참여연구자 송병석 , 이관훈 , 강보철 , 홍원식 , 김철희 , 박노창 , 황순미 , 김미애
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2006-06
주관부처 산업자원부
연구관리전문기관 한국산업기술진흥원
Korea Institute for Advancement of Technology
등록번호 TRKO201200004560
DB 구축일자 2013-05-20
키워드 무연솔더.가속수명시험.가상수명모델.고장물리.칩저항기.

초록

1. 사업 목표
● 고장물리 (Physics of Failure)에 기반한 칩 저항기의 가속수명방법 정립
● 고장물리에 기반한 가속수명법의 무연솔더 칩저항기에 적용
● 매개변수 연구를 통한 무연솔더 칩저항기의 최적 실장 조건 도출
2. 내용
● PCB에 실장된 칩 저항기의 수명 예측을 위해 고장 물리에 기반한 가상 수명 모델 개발
▪ 먼저 가상 수명 모델에 필요한 응력 모델(Stress Model)과 손상 모델 (Damge Model)의 여러 접근 방법과 연구 경향을 설명하고, 가상 수명 모델 개발을

목차 Contents

  • 표지 ... 1
  • 제출문 ... 2
  • 부품·소재신뢰성기반기술확산사업 보고서 초록 ... 3
  • 목차 ... 5
  • 제 1 장 서 론 ... 9
  • 제 1 절 무연 솔더 ... 9
  • 1. 무연 솔더로의 전환 ... 9
  • 2. 솔더 무연화를 위한 외국의 연구 ... 10
  • 제 2 절 칩 저항기 ... 17
  • 1. 저항기의 분류 ... 17
  • 2. 칩 고정 저항기 ... 20
  • 3. 칩 저항기의 표면실장과 신뢰성 ... 21
  • 제 3 절 고장물리에 기반을 둔 가속 수명 시험 ... 22
  • 1. 전통적 가속 수명 시험 방법 ... 22
  • 2. 전통적 가속 수명 시험 방법의 문제점 ... 23
  • 3. 고장물리에 기반한 가속 수명 시험 방법 ... 25
  • 제 2 장 가상 수명 모델 ... 29
  • 제 1 절 가상 수명 모델의 개요 ... 29
  • 1. 응력 모델 (Stress Model) ... 30
  • 가. 해석적 응력 모델 (Analytic Stress Model) ... 30
  • 나. 수치적 응력 모델 ... 37
  • 2. 솔더의 구성 방정식 (Constitutive Equation) ... 40
  • 가. 구분 구성 방정식 모델 (Partitioned Constitutive Model) ... 41
  • 나. 통합 구성방정식 모델 (Unified Constitutive Model) ... 45
  • 3. 손상 모델 (Damage Model) ... 48
  • 가. 응력을 이용한 손상모델 ... 48
  • 나. 변형률을 이용한 손상모델 ... 49
  • 다. 에너지를 이용한 모델 ... 51
  • 라. 균열진전을 이용한 모델 ... 52
  • 제 2 절 가상 수명 모델 개발을 위한 시험 ... 56
  • 1. 시험 설계 ... 56
  • 가. 저항기 ... 56
  • 나. 시편 설계 ... 57
  • 다. 하중 설계 ... 59
  • 2. 시험 결과 ... 61
  • 3. 고장분석 ... 64
  • 4. 기존의 신뢰성 연구 결과 ... 81
  • 가. NCMS 무연 신뢰성 시험 결과 ... 81
  • 나. Suhling의 무연 신뢰성 시험 결과 ... 84
  • 제 3 절 가상 수명 모델의 개발 ... 87
  • 1. 응력 모델 개발 ... 87
  • 가. 물성치 ... 87
  • 나. FE Model ... 89
  • 다. 해석 결과 ... 94
  • 2. 손상 모델 개발 ... 122
  • 가. 유연 솔더에 대한 손상 모델 ... 127
  • 나. 무연 솔더에 대한 손상 모델 ... 129
  • 다. 유연솔더(SnPb)와 무연솔더(SAC)의 수명 비교 ... 132
  • 제 3 장 가속 수명 시험과 신뢰성 최적화 ... 133
  • 제 1 절 가속 수명 시험 ... 133
  • 1. 시험 대상 ... 133
  • 가. 이동통신기기에서 사용되는 칩 저항기 ... 133
  • 나. 사용 조건 ... 135
  • 2. 시험 설계 ... 135
  • 가. 시편 설계 ... 135
  • 나. 하중 설계 ... 137
  • 3. 수명 예측 ... 140
  • 가. 해석 모델 ... 140
  • 나. 손상 모델 ... 146
  • 제 2 절 신뢰성 최적화를 위한 설계변수 민감도 분석 ... 151
  • 1. 칩저항의 크기와 솔더 수명과의 상관관계 ... 152
  • 2. PCB 두께와 솔더 수명과의 상관관계 ... 156
  • 3. 온도변화속도와 솔더 수명과의 상관관계 ... 160
  • 4. 실장된 솔더량과 솔더 수명과의 상관관계 ... 164
  • 제 4 장 결 론 ... 172
  • 참고문헌 ... 174

참고문헌 (25)

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