銅コアボールを用いた Ball Grid Array パッケージ

概要

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半導体パッケージは, 高機能, 小型化, 低コストという電子機器および半導体デバイスの高機能や高速性などの性能を最大限引き出すため, 基板への実装部品として重要な役割を担っている。それに伴ってパッケージのI/Oピン数の増加, サイズの小型化, 軽量化, 薄形化を同時に達成することを必要としている。この要求を満たすために新しい技術であるBall Grid Array (BGA)パッケージの導入が図られてきた。Ball Grid Array (BGA)パッケージは, 金属, セラミックス, プラスチック等の無機および有機材料が多く使用されており, その構造はきわめて複雑でかつ異種材料接着接合よりなる。BGAの強度信頼性の諸問題は多岐にわたるが, はんだ熱疲労問題が顕著に現れる。はんだ接合部の破壊は, 異種材料間の熱応力により, はんだ塑性およびクリープ変形の永久ひずみが原因である。はんだ疲労解析に関する論文は数多く出されているが, 銅コアボールを用いたBGAパッケージの信頼性試験および解析事例はあまり見うけられない。そこで, 本研究では今まで論議されてこなかった銅コアボールを用いたBGAパッケージの信頼性解析を試みた。環境問題に配慮する必要性から鉛の使用量を減らす銅コアボールの開発はたいへん魅力的である。温度サイクル負荷信頼性試験を実施し, 銅コアボールを用いたBGAパッケージの電気抵抗の変化を観察した。また, 有限要素法を用いて, 銅コアボール接合部のひずみエネルギ密度を粘塑性解析で解き, 電気抵抗値と相関を求めた。さらに, 銅コアボールと有鉛はんだとの比較を実施し, その後, 銅コアボールサイズ, チップサイズ等の疲労寿命に対する影響を調べた。
2000-05-01

銅コアボールを用いた Ball Grid Array パッケージ

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