BGA 패키지의 Dynamic Bending 신뢰성에 미치는 언더필 물성의 영향

초록

최근 전자패키지는 점차 소형화되어가고 있으며, 접속피치 미세화에 따라 solder bump와 solder joint의 크기도 작아지고 있다. 소형화된 솔더 접합부에는 솔더범프의 응력을 감소시키고, 패키지의 내충격 신뢰성을 확보하기 위해 언더필을 사용하고 있다. 또한 보드의 두께가 감소함에 따라 휨에 대한 신뢰성이 중요하게 되었다. 본 연구에서는 충격시험시 보드의 휨에 대한 접합부의 신뢰성을 향상시키기 위한 언더필 물성의 영향을 실험하였다. 실험에 사용된 언더필은 Bisphenol F계열의 레진을 기본으로한 언더필과 미세피치에 대응하기 위한 변성레진의 언더필을 선택하였다. 실험 시편은 1-layer의 FR-4 PCB와, size 8x8mm, pitch 800um의 chip을 daisy chain 방식으로 연결하였다. 이때, solder joint는 Sn-3.0(wt%)Ag-0.5Cu 조성으로 형성시킨 후 각각의 언더필을 적용하였다. 먼저 언더필의 기본 물성을 평가하기 위해 die shear test와 ASTM D1002 규격에 따른 tensile test를 실시하였다. 내충격 신뢰성 평가로는, 일반적인 충격신뢰성으로 실시되는 JEDEC board level drop test(JESD22-B111)는 보드가 구속되는 조건이기때문에 휨에 따른 신뢰성 평가에는 적절하지 않다고 판단되어, Motorola에서 실험한 4-point free bending조건의 Dynamic bending test로 누적 충격에 따른 신뢰성을 평가하였다.