• 대한기계학회논문집A
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• 제32권2호
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• pp.186-193
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• 2008

[ $Moir{\acute{e}}$ ] interferometry is an optical method, providing whole field contour maps of in-plane displacements with high resolution. The demand for enhanced sensitivity in displacement measurements leads to the technique of microscopic $moir{\acute{e}}$ interferometry. The method is an extension of the $moir{\acute{e}}$ interferometry, and employs an optical microscope for the required spatial resolution. In this paper, the sensitivity of $moir{\acute{e}}$ interferometry is enhanced by an order of magnitude using an immersion interferometry and the optical/digital fringe multiplication(O/DFM) method. In fringe patterns, the contour interval represents the displacement of 52 nm per fringe order. In order to estimate the reliability and the applicability of the optical system implemented, the measurements of rigid body displacements of grating mold and the coefficient of thermal expansion(CTE) for an aluminium block are performed. The system developed is applied to the measurement of thermal deformation in a flip chip plastic ball grid array package.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.90-95
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• 2001

Thermo-mechanical and flexural behavior of a wire-bond plastic ball grid array (WB-PBGA) are characterized by high sensitive $moir{\acute{e}}$ interferometry. $Moir{\acute{e}}$ fringe patterns are recorded and analyzed at several various bending loads and temperature steps. At the temperature higher that $100^{\circ}C$, the inelastic deformation in solder balls became more dominant. As a result the bending of the molding compound decreased while temperature increased. The strain results show that the solder ball located at the edge of the chip has largest shear strain by the thermal load while the maximum average shear strain by the bending moment occurs in the end solder. The results also show that $moir{\acute{e}}$ interferometry is a powerful and effective tool in experimental studies of electronic packaging.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1027-1032
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• 2003

Thermo-mechanical behavior of flip-chip plastic ball grid array (FC-PBGA) packages are characterized by high sensitive $Moir{\acute{e}}$ interferometry. $Moir{\acute{e}}$ fringe patterns are recorded and analyzed for several temperatures. Deformation analysis of bending displacements of the packages and average strains in the solder balls for a single-sided package assembly and a double-sided package assembly are presented. The bending displacement of the double-sided package assembly is smaller than that of the single-sided one. The largest of effective strain occurred in the solder ball located at the edge of the chip and its magnitude of the double-sided package assembly is greater than that of single-sided one.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1407-1412
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• 2003

In MEMS devices, packaging induced stress or stress induced structure deformation become increasing concerns since it directly affects the performance of the device. In this paper, deformation behavior of MEMS gyroscope package subjected to temparature change is investigated using high-sensitivity $Moir{\acute{e}}$ interferometry. Using the real-time $Moir{\acute{e}}$ setup, fringe patterns are recorded and analyzed at several temperatures. Temperature dependent analyses of warpages and extensions/contractions of the package are presented. Linear elastic behavior is documented in the temperature region of room temperature to $125^{\circ}C$. Analysis of the package reveals that global bending occurs due to the mismatch of thermal expansion coefficient between the chip, the molding compond and the PCB.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권4호
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• pp.1-8
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• 2003

고감도 모아레 간섭계를 이용하여 세라믹 ball grid array 패키지 결합체의 열-기계적 거동을 분석하였다. 한 온도 사이클의 선택된 몇 개의 온도 단계에서 모아레 간섭무늬를 기록하고 해석하였다. 패키지 결합체의 온도변화에 따른 전체적인 변형과 국부적인 변형거동을 정량적으로 나타내었고, 패키지의 굽힘변형과 맨 바깥쪽 솔더볼의 전단변형률에 대한 거동을 토의하였다. 높은 온도에서는 저온 융점 솔더의 응력완화로 인하여 심각한 비선형 거동이 발생되었으며. 솔더볼의 변형을 해석한 결과 높은 온도에서 저온용융 솔더부에 비탄성 변형이 축적되었음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제23권7호
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• pp.1129-1138
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• 1999

[$Moir\acute{e}$] technique is now being extensively investigated as a fast non-contact means of three-dimensional profile measurement especially for reverse engineering. One problem with $moir\acute{e}$ technique is so called $2\pi$-ambiguity problem that limits the maximum step height difference between two neighboring sampling points to be less than half the equivalent wavelength of $moir\acute{e}$ fringes. In this investigation, a new two-wavelength scheme of projection $moir\acute{e}$ topography is proposed and tested to cope with the $2\pi$-ambiguity problem. Experimental results are discussed to assess the new method in measuring large objects with high step discontinuities.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.97-106
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• 2011

본 연구에서는 전자패키지에 사용되는 솔더 재료의 점소성 물성치를 규명하였다. 이를 위해 전자패키지와 비슷한 변형을 보이는 시편을 제작하였고 모아레 간섭계를 이용하여 열사이클 하에서의 변형을 측정한 뒤 시편의 굽힘 변위와 솔더의 전단 변형률을 구하였다. 시편에 대해 점소성 유한요소해석을 실시하였고 해석 결과가 실험 결과에 일치하도록 물성치를 역으로 추정하였다. 실험에서 발생한 측정오차와 실험횟수 부족 등의 불확실성을 고려하기 위해 컴퓨터 모델 교정법을 이용하였고, 그 결과 추정된 물성치는 평균 및 신뢰구간으로 표현되었으며, 이로 인한 유한요소해석 결과도 마찬가지로 평균 및 신뢰구간으로 표현되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권2호
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• pp.21-28
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• 2010

본 논문에서는 온도 사이클이 진행되는 동안 비선형 거동과 크립 거동을 보이는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 변형거동을 알아보기 위하여 시간에 종속하는 거동을 적용 시킬 수 있는 점소성 모델과 크립 모델에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과의 신뢰성을 평가하기 위하여 무아레 간섭계를 이용하여 온도변화에 따른 열변형 실험을 수행하였다. 전체적인 굽힘변위는 Anand 모델과 변형률 분리 모델 모두 실험결과와 잘 일치하였으나 솔더볼의 변형률은 Anand 모델의 경우 큰 차이를 보이고 변형률 분리 모델의 경우 상당히 일치하는 계산결과를 얻었다. 따라서 본 논문에서는 변형률 분리 모델을 이용하여 시간에 종속하는 FC-PBGA 패키지 솔더볼의 크립 거동을 검토하였다. 솔더를 포함한 패키지에 온도변화가 생길 때 고온에서는 시간이 지남에 따라 크립 거동에 의해 솔더의 응력이 점차 완화되는 현상을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.17-25
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• 2006

본 논문에서는 FC-PBGA 패키지를 대상으로 하여 온도변화에 따른 열변형에 대한 실험과 해석을 수행하였다. 모아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 굽힘변형 거동 및 솔더볼의 변형률에 대한 해석을 수행하였다. 한 개의 패키지가 PCB에 연결되어 있는 단면 패키지 결합체와 두 개의 패키지가 PCB의 양쪽에 연결되어 있는 양면 패키지 결합체의 변형 거동을 비교하였다. FC-PBGA의 단면 패키지 결합체 패키지의 최대 굽힘변위는 결합되지 않은 패키지보다 20%정도 작게 발생된 것으로 나타났으며 앙면 패키지의 경우는 대칭성으로 인하여 칩 윗면의 최대 굽힘변위가 단면패키지보다 반 정도 작게 발생되었다. 솔더볼의 파손에 큰 영향을 미치는 유효변형률은 단면 패키지 결합체의 경우 칩 가장자리의 바로 바깥쪽 솔더볼에서, 양면 패키지 결합체의 경우는 칩 가장자리의 바로 안쪽 솔더볼에서 가장 큰 값을 가졌으며, 그 최대값은 양면패키지 결합체의 경우가 50%정도 더 큰 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권4호
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• pp.380-387
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• 2009

The reliability concerns of solder interconnections in flip chip PBGA packages are produced mainly by the mismatch of coefficient of thermal expansion(CTE) between the module and PCB. Finite element analysis has been employed extensively to simulate thermal loading for solder joint reliability and deformation of packages in electronic packages. The objective of this paper is to study the thermo-mechanical behavior of FC-PBGA package assemblies subjected to temperature change, with an emphasis on the effect of the finite element model, material models and temperature conditions. Numerical results are compared with the experimental results by using $moir{\acute{e}}$ interferometry. Result shows that the bending displacements of the chip calculated by the finite element analysis with viscoplastic material model is in good agreement with those by $moir{\acute{e}}$ inteferometry.