무연 솔더 접합부을 갖는 플립칩에서의 언더필 및 범프 피치 변화에 의한 열 피로 수명 예측 해석

Q: 이 논문에서 정의한 솔더 접합부란 무엇인가?

플립칩 패키지 구조 내에서 칩과 기판을 전기적으로 연결하고 기계적으로 고정하는 부위를 의미한다. 이는 솔더 범프를 통해 형성되며, 열 사이클과 같은 외부 환경 변화에 따른 변형률 분포와 피로 수명 평가의 핵심 대상이 된다.

Q: 언더필 적용과 범프 피치 변화가 플립칩 솔더 접합부의 피로 수명에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 언더필은 응력 집중을 분산시켜 파괴 수명을 현저히 연장시키며, 특히 피치가 작을수록 수명 연장 효과가 더 크게 나타난다. 반면 범프 피치가 감소할수록 솔더 접합부가 열적 피로에 민감해져 전체적인 피로 수명은 감소하는 경향을 보인다.

김성걸; 김주영

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김성걸 (서울산업대학교) 김주영 (서울산업대학교)

저널정보: 한국생산제조학회 한국생산제조학회지 한국공작기계학회지 Vol.19 No.2

발행연도: 2010.4

수록면: 157 - 162 (6page)

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This paper describes the thermal fatigue life prediction models for 95.5Sn-4.0Ag-0.5Cu solder joints of Flip chip package considering Under Bump Metallurgy(UBM). A 3D Finite element slice model was used to simulate the viscoplastic behavior of the solder. For two types of solder bump pitches, simulations were analyzed and the effects of underfill packages were studied. Consequently, it was found out that solder joints with underfill had much better fatigue life than solder joints without underfill, and solder joints with 300㎛ bump pitch had a longer thermal fatigue life than solder joints with 150㎛ bump pitch. Through the simulations, flip chip with lead-free solder joints should be designed with underfill and a longer bump pitch.

#Solder joints(솔더결합부) #Flip chip(플립칩) #UBM #Underfill(언더필) #Fatigue life(피로수명) #Viscoplastic behavior(점소성 거동)

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