제조 공학 실험 결과 보고서

목차

1. 실험 목표

2. 실험 과정

3. 결과 및 고찰
1) 접합 강도 실험 결과
2) TQFP-144 단면관찰
3) 가설 검증

4. 결론

5. 참고자료

본문내용

1. 실험 목표
이종재료 접합부의 열 신뢰성 평가

2. 실험 과정

1) 시편 준비 : 실험 시편을 두 그룹으로 준비한다.
실험 방법 : 시편들을 실험 군과 대조군으로 나누어 분류한다. 시편은 QFP-144 chip을 사용하고 접합부의 조성은 63Sn-37PB인 것을 사용하며 한 면에 핀이 25개 씩 총 4개의 면에 핀이 100개 존재하는 Bread Board이다.

2) 열 충격 시험 : 초기 대조군과, 실험 군을 열충격 시험 수행한다.
실험 방법 : 시편들을 영하 40C(15분) ~ 영상 125(15분) 총 30분을 1cycle로 하여 열 충격을 가한다. 실험군의 시험 시편 TQFP-100를 0cycle을 실시하고 대조군의 시험 시편 QFP-144 chip를 2000cycle로 열 충격을 가한다.

3) 접합 강도 측정 실험
① 목적 : IC 등의 조립 공정에 있어서 Wire Bonding, Die Bonding, BUMP, CSP(Chip Scale Package), BGA(Ball Grid Array)등의 전단강도 및 인장강도나 Chip 부품 등의 Solder의 접합 강도를 측정 및 평가하기 위해 사용된다.

② 실험 과정 :
1. QFP-144을 45로 기울여서 Bonding Tester에 탑재한다.
2. QFP-144을 최대한 수평으로 맞추고 정 가운데에 위치하게 하여 바이스로 고정한다.

<중 략>

3) 가설 검증

① 솔더 부분에 Void가 발생하여 접합강도가 약화되었다.

일반적으로 금속에서 네킹 현상이 시작한 후에 미세 기공이 단면 내부에 형성된다. 그 후 변형이 계속됨에 따라 미세 기공들도 성장을 계속하게 되고 성장한 기공들은 서로 연결되어 Crack이 되게 된다. 이러한 Crack은 미세 기공들과의 연결 과정을 통하여 균열의 장축 방향으로 점점 전진하여 금속의 강도를 약하게 한다. 2000 Cycle의 관찰 면을 살펴보면 Crack이 발생한 것을 알수 있다. 그렇기 때문에 Void가 형성되었고 미세 Void가 Crack을 형성하여 솔더 부분의 접합강도를 약화 시켰다는 것을 알 수 있다

참고 자료

1) 재료역학 8th,JamesM.Gere,CENGAGELearning
2) 재료과학과 공학 제3판, CALLISTER, WILEY
3) 재료파괴강도학, 국정한 외3인 공저, 원창출판사
4) 재료과학과 공학 제3판, Donald R. Askeland, 사이텍미디어
5) 최명기 교수님 재료과학 강의자료
6) 고체·재료 실험, 조민행, 중앙대학교 기계공학부
7) MEMS개론 수업 프린트 Chap3.Fundamental of Design for Reliabilitity, 신영의
8) MEMS개론 수업 프린트 Chap2.The Role of Packaging in Microsystems, 신영의