본 연구에서는 Sn-37Pb와 Sn-3.5Ag solder의 재질에 따른 μBGA solder 접합부의 열피 로수명을 유한요소해석법을 이용하여 검토하였다 우선, solder 접합부의 열피로수명 예측을 위하여 Coffin-manson 식을 이용하였으며, 전체적으로 Sn-3.5Ag solder가 기존 Sn-37Pb solder 보다 긴 피로 수명을 가짐을 알 수 있었다. 또한, solder 합금 재질과 평균 온도의 영향이 감안된 변수 V값과 열피로 수명간의 관계를 확인하였다. 마지막으로. soider 합금재질의 용융점 온도변화의 폭, 기준온도 및 평균온도의 변수들을 감안한 새로운 수식을 이용하여 각종 무연 solder 합금의 열피로 수명예측의 타당성을 비교, 검토하였다.
This paper describes the numerical prediction of the thermal fatigue life of a μBGA(Micro Ball Grid Array) solder joint. Finite element analysis(FEA) was employed to simulate thermal cycling loading for solder joint reliability. Strain values, along with the result of mechanical fatigue tests for solder alloys were then used to predict the solder joint fatigue life using the Coffin-Manson equation. The results show that Sn-3.5Ag solder had the longest thermal fatigue life in low cycle fatigue. Also a practical correlation for the prediction of the thermal fatigue life was suggested by using the dimensionless variable V, which was possible to use several lead free solder alloys for prediction of thermal fatigue life.
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