인쇄회로기판 위에 9개의 PBGA (Plastic Ball Grid Array) 패키지를 SnPb 솔더로 실장하여 진동시편을 제작하고 랜덤진동시험을 수행하였다. 진동에 대한 각 패키지 솔더의 내구수명을 분석한 결과, 패키지의 인쇄회로기판 배치 위치에 따라 솔더의 내구수명이 결정됨을 보였다. 이 위치에 따른 내구수명 의존성을 규명하기 위하여 유한요소모델을 작성하고, 모델의 모든 요소에 대해서 응력응답함수로부터 정의되는 등가응력을 분석하였다. 분석결과로부터 랜덤진동시험에서 패키지를 연결하는 솔더 중 코너에 위치한 솔더에서 최대 등가응력이 발생함을 보였다. 마지막으로, 각 패키지별 코너 솔더의 최대 등가응력값을 파괴등가응력으로 정의하고 파괴등가응력과 각 패키지의 내구수명간에 직접적인 연관관계가 있음을 제시하였다.
A vibration test coupon is prepared with nine plastic ball grid array packages on a printed circuit board using SnPb solders, and a random vibration test is conducted on the coupon. Life data from the test are analyzed, and it is shown that over the board, life data is location-dependent. For investigating this location dependency, a finite element model is developed and the equivalent stresses, which are defined based on the stress response functions at each node, are investigated. It is shown that one of the corner solder balls has the maximum equivalent stress at a package during the test. Finally, it is demonstrated that the maximum equivalent stress and durability life are inversely proportional.
