• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (2)
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• pp.481-483
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• 2001

최근 전자제품의 초소형화에 따라, PCB 기판위의 부품의 집적도를 높이기 위해, 기존의 리드대신 부품 밑면에 볼(ball)이 격자형태로 배열되어 있는 BGA(Ball Grid Array) 형태의 팩키지가 많이 사용되고 있다. 하지만, BGA의 구조상 한번 장착되면 외관검사가 불가능하므로, 장착전 BGA의 검사가 필수적이다. BGA의 검사항목중 가장 중요한 항목인 볼 높이검사를 실시간으로 하기 위해서는 고속 비접촉 3차원 측정기술이 요구된다. 본 논문에서는 일반카메라보다 100배이상 높이 프로파일 취득속도가 빠른 3D smart camera와 레이저 슬릿광(slit ray)을 이용하여 고속으로 BGA 볼의 3D 프로파일을 얻은 후, clipping과 morphological filter를 사용하여 인접한 볼표면에서의 난반사로 인한 에러 데이터를 보정하여 정확한 3D 영상을 취득할 수 있는 시스템을 소개한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2001년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.1237-1240
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• 2001

최근 제품의 초소화와 반도체의 고집적화로, 작은 크기로 많은 리드를 제공하기 위해, 부품 밑면에 격자형태로 볼이 배열되어 있는 BGA나 CSP부품들이 최근 많이 이용되고 있다. 하지만, BGA는 한번 PCB에 장착되면, 볼 외관검사가 원천적으로 불가능하므로, 부품을 장착하기 전에 볼 품질의 검사와 부품의 정밀한 위치 및 각도의 측정이 요구된다. 본 논문에서는 BGA부품의 위치 및 각도를 추출하기 위한 방법과 볼을 검사하기 위한 알고리즘을 소개한다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-4
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• 2006

Recently, Ball Grid Arrays(BGAs) are getting used more frequently for a package type. The connectors on a BGA consist of a large number of small solder balls in a grid shape on its bottom side. However, since balls of BGAs mounted on PCBs are not visible, inspection before mounting them is indispensable. High speed non-contact 3D measurement technologies are necessary far real-time measurement of ball height, the most important inspection item. In this paper, an accurate 3D data acquisition system for BGAs is proposed that can acquire 3D profile at high speed using a 3D smart camera and laser slit ray projection. Some clipping and morphological filtering operations are employed to remove spiky error data, which occur due to reflections from some ball area to camera direction.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.524-527
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• 2000

In this paper, we have studied minimization of the burr which occurred after $\mu$-BGA(ball grid array) singulation process, singulation of the multilayer with a pulsed Nd:YAG(266, 532 nm) laser is used to cut the metal layer which doesn't well absorb laser beam. Especially, the photoresist and $N_2$blowing is effective to minimize of the surface demage and burr. In this experiment, the $N_2$ blowing reduces a laser energy loss by debris and suppress a surface oxidation. The SEM(scanning electron microscopes) and non-contact 3D inspector are used to measure cutting line-width and surface demage. The $\mu$-BGA singulation threshold energy is 75.0 J/cm$^2$at 30 ${\mu}{\textrm}{m}$/s scan speed.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.26-34
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• 2006

본 논문에서는 고 해상도의 CCD카메라를 이용하여 정밀 소자인 BGA(Ball Grid Array)의 2차원 영상을 얻어 BGA소자의 볼 높이 결함을 검출하기 위한 스테레오 영상 모델링 기법에 관하여 연구하고 결함 검출 알고리즘을 제안한다. 논문에서 BGA 소자의 패키지/볼 영역 검출 알고리즘, FOV 조정(calibration), 정점 정합 알고리즘과 높이 측정 방법을 제안한다. 각각의 BGA소자의 결함에 따른 검출 방법을 제안하고 실험을 통해서 성능을 검증하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.630-633
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• 2004

Generally, component and FR-4 board are connected by solder joint. Because material properties of components and FR-4 board are different, component and FR-4 board show different coefficients of thermal expansion (CTE) and thus strains in component and board are different when they are heated. That is, the differences in CTE of component and FR-4 board cause the dissimilarity in shear strain and BGA solder joint s failure. The first order Taylor series expansion of the limit state function incorporating with thermal fatigue models is used in order to estimate the failure probability of solder joints under heated condition. A model based on plastic-strain rate such as the Coffin-Manson Fatigue Model is utilized in this study. The effects of random variables such as frequency, maximum temperature, and temperature variations on the failure probability of the BGA solder joint are systematically investigated by using a failure probability model with the first order reliability method(FORM).

• 대한산업공학회지
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• 제25권2호
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• pp.204-216
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• 1999

Failure physics and statistical lifetime analysis constitute the two extreme ends of the reliability engineering spectrum, and studies that relate failure mechanisms to failure distributions have been near non-existent. This paper is an attempt to stimulate interest to fill the gap between the two extremes and proposes an approach of combining them through i) developing a failure mechanism model, ii) generating failure times by Monte Carlo simulation with the model, iii) deriving the failure time distribution and evaluating the product reliability, and iv) improving the product reliability by the sensitivity analysis. An application of the proposed approach to the BGA(Ball Grid Array) surface mount package is also provided.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권1호
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• pp.8-18
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• 2000

본 논문은 RF 호로 모듈을 구현하기 위한 방법으로서 BGA(Ball Grid Array) 패키지 구조를 제시하고 그 전기적 변수를 추출하였다. RF 소자의 동작 주파수가 높아지면서 RF 회로를 구성하는 패키지의 전지적 기생 성분들은 무시할 수 없을 정도로 동작회로에 영향을 끼친다. 또한 소형화 이동성을 요구하는 무선 통신 시스템은 그 전기적 특성을 만족시킬 수 있도록 새로운 RF 회로 모듈 구조를 요구한다. RF 회로 모듈 BGA 패키지 구조는 회로 동작의 고속화, 소형화, 짧은 회로 배선 길이, 아날로그와 디지탈 혼성 회로에서 흔히 발생하는 전기적 기생 성분에 의한 잡음 개선등 기존의 구조에 비해 많은 장점을 제공한다. 부품 실장 공정 과정에서도 BGA 패키지 구조는 드릴링을 이용한 구멍 관통 홀 제작이 아닌 순수한 표면 실장 공정만으로 제작될 수 있는 장점을 제시한다. 본 실험은 224MHz에서 동작하는 ITS(Intelligent Transportation System) RF 모튤을 BGA 패키지 구조로 설계 제작하였으며, HP5475A TDR(Time Domain Reflectometry) 장비를 이용하여 3${\times}$3 입${\cdot}$출력단자 구조을 갖는 RF 모튤 BGA 패키지의 전기적 파라메타의 기생성분을 측정하였다. 그 결과 BGA 공납의 자체 캐패시턴스는 68.6fF, 자체 인덕턴스는 1.53nH로써 QFP 패키지 구조의 자체 캐패시턴스 200fF와 자체 인덕턴스 3.24nH와 비교할 때 각각 34%, 47%의 값에 지나지 않음을 볼 수 있었다. HP4396B Network Analyzer의 S11 파라메타 측정에서도 1.55GHz 근방에서 0.26dB의 손실을 보여주어 계산치와 일치함을 보여 주었다. BGA 패키지를 위한 배선 길이도 0.78mm로 짧아져서 RF 회로 모튤을 소형화시킬 수 있었으며, 이는 RF 회로 모듈 구성에서 BGA 패키지 구조를 사용하면 전기적 특성을 개선시킬 수 있음을 보여준 것이다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권2호
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• pp.176-181
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• 2001

Reflow soldering characteristics of Sn-3.5Ag and Sn-37Pb balls for BGA(Ball grid Array) were investigated. Diameter of 0.76mm ball was set on a Cu/Ni/Au-coated pad and reflowed in air with changing peak soldering temperature and conveyor speed. Peak temperatures were changed from 240 to 28$0^{\circ}C$ for Sn-3.5Ag, and from 220 to 26$0^{\circ}C$ for Sn-37Pb balls. As results, heights of solder balls increased and widths decreased with peak soldering temperature. Through aging treatment at 10$0^{\circ}C$ for 1.000 hrs, average hardness of Sn-3.5Ag balls bonded at 25$0^{\circ}C$ cecreased from 14.90Hv to 12.83Hv And with same aging conditions, average shear strength of Sn-3.5Ag balls bonded at 26$0^{\circ}C$ decreased from 1727gf to 1650gf.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.1-9
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• 2001

본 논문에서는 마이크로 납볼 격자 배열 ($\mu$BGA)패키지의 검사 알고리듬을 제안하였다. 이 알고리듬의 개발은 납볼 배열의 미세 크기 때문에 사람의 사각으로는 결함을 식별하기 어려운 점에 기인하였다. 특히, 여기에서 보인 자동 시각 $\mu$BGA 검사 알고리듬은 소위 말하는 이차원 오차뿐만 아니라 볼의 높이 오차까지 검사할 수 있다. 검사 알고리듬은 특수하게 제작된 청색 조명 하에서 이차원 $\mu$BGA 영상을 사용하고 회전 불변 알고리듬으로 영상을 처리하였다. 그리고 2개의 카메라를 사용하여 높이 오차를 검출할 수 있었다 모의실험결과, 제안한 알고리듬이 기존 방법에 비하여 괄목할 만큼 납볼 결함을 검출할 수 있음을 보였다.