KR101118313B1

KR101118313B1 - Bending impact tester of sample

Info

Publication number: KR101118313B1
Application number: KR1020090129744A
Authority: KR
Inventors: 박재현; 장임남
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-03-20
Also published as: KR20110072699A

Abstract

본 발명은 시료의 굽힘 충격 시험장치는 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품로 구성되는 시료에 굽힘 충격 발생 시, 각 솔더 접합부에서 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내도록 진폭과 주파수 등의 조건을 제한함으로써, 낙하 충격시험의 대체가 가능하여 시험시간 단축 및 비용을 절감하고, 시료의 응력집중 현상을 방지하도록According to the present invention, the bending impact test apparatus of a sample has an amplitude such that the electrical resistance characteristic of each solder joint exhibits a tendency similar to that of the drop impact test when bending shock occurs in a sample composed of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate. By limiting conditions such as over frequency, it is possible to replace drop impact test to shorten test time and reduce cost, and to prevent stress concentration of sample.

고정지그에 고정되는 피실험물로서 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품으로 구성되는 시료에 굽힘 충격 작동기를 통해 굽힘 충격을 가하여 충격하중에 따른 각 부품의 솔더 접합부 전기 저항 특성을 측정하기 위한 시료의 굽힘 충격 시험장치에 있어서, 상기 시료에 충격하중을 전달하기 위해 상기 굽힘 충격 작동기의 하부에 장착되며, 상기 시료의 양쪽 가장자리에 반복적으로 충격하중을 가하는 접촉지그유닛; 및 상기 각 부품의 솔더 접합부와 전기적으로 연결되어 충격하중 발생 시, 상기 각 솔더 접합부에서 발생되는 전기 저항을 측정하는 저항 측정부를 포함하는 시료의 굽힘 충격 시험장치를 제공한다.Sample for measuring the electrical resistance characteristics of solder joints of each component according to the impact load by applying a bending impact through a bending impact actuator to a sample composed of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate as a test object fixed to a fixing jig. A bending impact test apparatus, comprising: a contact jig unit mounted to a lower portion of the bending impact actuator to impart an impact load to the specimen, and repeatedly applying impact loads to both edges of the specimen; And a resistance measurement part electrically connected to the solder joints of the respective parts to measure an electrical resistance generated at each solder joint when an impact load is generated.

시료, 솔더 접합부, 충격하중, 굽힘, 전기 저항 특성 Samples, solder joints, impact loads, bending, electrical resistance characteristics

Description

Bending impact test apparatus of sample {BENDING IMPACT TESTER OF SAMPLE}

본 발명은 시료의 굽힘 충격 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판과 솔더 접합부로 구성되는 시료에 굽힘 충격을 가할 경우 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내기 위해 진폭과 주파수 등의 조건을 제한하여 낙하 충격시험의 대체가 가능하도록 하는 시료의 굽힘 충격 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bending impact test apparatus of a sample, and more particularly, in order to show the tendency of electrical resistance characteristics when a bending impact is applied to a sample composed of a substrate and a solder joint to show a tendency similar to that of a drop impact test. The present invention relates to a bending impact test apparatus for specimens, which allows the replacement of drop impact tests by limiting such conditions.

일반적으로 반도체 패키징 시, 칩과 기판을 연결하는 솔더볼은 반도체 패키징 방식이 BGA, CSI, Flip chip 등으로 기존의 리드 프레임을 빠르게 대체하고 있으며, 휴대 단말기나 노트북 등 전자 기기의 휴대성을 고려하여 소형화, 슬림화, 및 경량화 되는 추세에 따라 사용량이 꾸준히 증가하고 있다.In general, in the case of semiconductor packaging, solder balls connecting chips and substrates are rapidly replacing conventional lead frames with BGA, CSI, Flip chips, etc., and miniaturized in consideration of portability of electronic devices such as mobile terminals or laptops. Usage is steadily increasing with the trend toward slimmer, slimmer, and lighter weight.

이러한 볼단자형 반도체 부품 등은 휴대폰 등 IT 제품에 적용되며, 이러한 IT 제품에 있어 필수적인 항목으로 신뢰성평가는 매우 중요한 의미를 가진다. 특히, 상기와 같은 휴대 단말기는 사용자가 휴대하여 사용하는 중 충격 등에 의해 손상이 발생하므로 인쇄회로기판의 충격시험이 최근 중요한 문제가 되고 있다.Such ball terminal type semiconductor parts are applied to IT products such as mobile phones, and reliability evaluation has a very important meaning as an essential item for such IT products. In particular, the portable terminal as described above has been damaged by impact, etc. while the user is carrying, the impact test of the printed circuit board has become an important problem in recent years.

따라서, 인쇄회로기판의 솔더볼 접합부의 성능 평가 및 신뢰성을 확보하기 위해 일반적으로 JEDEC에서 제정한 낙하충격 시험법을 시행하고 있으나, 비용이 증가하고, 시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.Therefore, in order to secure the performance evaluation and reliability of the solder ball joint of the printed circuit board, the drop impact test method, which is generally established by JEDEC, is implemented, but it has the disadvantage of increasing the cost and time.

이에 기존의 낙하 충격시험장치를 대체하기 위하여 굽힘 충격 시험장치가 개발되어 사용되고 있다. Accordingly, a bending impact test apparatus has been developed and used to replace the existing drop impact test apparatus.

종래 기술에 따른 굽힘 충격 시험장치(1)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 실험실의 바닥면에 베이스플레이트(3)가 구비되고, 상기 베이스 플레이트(3)의 상부에 각각 지지프레임(5)을 통해 상부 플레이트(7)가 장착되며, 상기 베이스 플레이트(3)와 상부 플레이트(7)의 사이에서 상기 각 지지프레임(5) 상에는 장착프레임(9)이 장착된다.In the bending impact test apparatus 1 according to the related art, as shown in FIG. 5, a base plate 3 is provided on a bottom surface of a laboratory, and a support frame 5 is respectively provided on an upper portion of the base plate 3. The upper plate 7 is mounted therethrough, and the mounting frame 9 is mounted on each of the support frames 5 between the base plate 3 and the upper plate 7.

상기 장착프레임(9)의 하부에는 제어기에 의해 제어되는 굽힘 충격 작동기(10)가 장착되며, 상기 굽힘 충격 작동기(10)의 하부에는 피실험물인 시료(20)와 접촉되는 접촉지그(11)가 장착되며, 상기 베이스 플레이트(3)의 상면에는 인쇄회로기판과 같은 시료(20)를 고정시키기 위한 고정지그(13)가 장착된다.A bending impact actuator 10 controlled by a controller is mounted at a lower portion of the mounting frame 9, and a contact jig 11 contacting a sample 20 as a test object is mounted at a lower portion of the bending impact actuator 10. A fixing jig 13 for fixing a sample 20 such as a printed circuit board is mounted on an upper surface of the base plate 3.

즉, 상기와 같은 구성을 갖는 굽힘 충격 시험장치(1)는 상기 굽힘 충격 작동기(10)의 작동에 의해 상기 접촉지그(11)가 상기 시료(20)에 반복적으로 접촉됨으로써, 충격하중을 가하게 되면 상기 시료(20)의 솔더 접합부에서 발생되는 전기 저항을 측정하게 된다.That is, in the bending impact test apparatus 1 having the above configuration, when the contact jig 11 repeatedly contacts the sample 20 by the operation of the bending impact actuator 10, the impact load is applied. The electrical resistance generated at the solder joint of the sample 20 is measured.

그러나 상기와 같은 굽힘 충격 시험장치(1)는 굽힘 충격 시험조건에 따라 낙하충격 특성시험 결과와 유사한 결과를 나타내기도 하나, 때로는 반대의 결과를 나타내 낙하 충격 시험을 대체하기에 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.However, the bending impact test apparatus 1 as described above may have similar results to the drop impact characteristic test results depending on the bending impact test conditions, but sometimes has a problem in that it is inferior in reliability to replace the drop impact test. .

또한, 굽힘 충격 시험의 대상인 시료(20)에 솔더 접합부가 1개로 이루어짐에 따라, 충격시험 결과를 통계적으로 처리하기 위해서는 일정개수 이상의 시료(20)를 반복적으로 시험해야만 하여 시험시간이 오래 걸리게 되고, 상기 접촉지그(11)가 시료(20)의 한 지점에 반복적으로 접촉됨에 따라 응력집중 현상이 발생되어 정확한 충격시험결과를 얻기 어렵게 되는 문제점도 내포하고 있다.In addition, since the solder joint is made of one sample 20 to be subjected to the bending impact test, in order to statistically process the impact test result, a certain number of samples 20 or more must be repeatedly tested, which takes a long test time. As the contact jig 11 is repeatedly contacted to one point of the sample 20, a stress concentration phenomenon occurs, and it is difficult to obtain accurate impact test results.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품로 구성되는 시료에 굽힘 충격 발생 시, 각 솔더 접합부에서 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내도록 진폭과 주파수 등의 조건을 제한함으로써, 낙하 충격시험의 대체가 가능하여 시험시간 단축 및 비용을 절감하고, 시료의 응력집중 현상을 방지하도록 하는 시료의 굽힘 충격 시험장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the problems described above, the problem to be solved by the present invention is that each solder joint at the time of bending impact on the sample consisting of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate By limiting the conditions such as amplitude and frequency so that the electrical resistance characteristics appear similar to the drop impact test results, the drop impact test can be replaced, thereby reducing test time and cost, and preventing stress concentration of the sample. It is to provide a bending impact test apparatus for a sample.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치는 고정지그에 고정되는 피실험물로서 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품으로 구성되는 시료에 굽힘 충격 작동기를 통해 굽힘 충격을 가하여 충격하중에 따른 각 부품의 솔더 접합부 전기 저항 특성을 측정하기 위한 시료의 굽힘 충격 시험장치에 있어서, 상기 시료에 충격하중을 전달하기 위해 상기 굽힘 충격 작동기의 하부에 장착되며, 상기 시료의 양쪽 가장자리에 반복적으로 충격하중을 가하는 접촉지그유닛; 및 상기 각 부품의 솔더 접합부와 전기적으로 연결되어 충격하중 발생 시, 상기 각 솔더 접합부에서 발생되는 전기 저항을 측정하는 저항 측정부를 포함하며, 상기 굽힘 충격 작동기는 작동 주파수가 5㎐～10㎐ 범위 내에서 이루어지며, 진폭범위는 상기 시료를 기준으로 +12mm～+15mm 사이에서부터 -1mm의 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.Bending impact test apparatus of a sample according to an embodiment of the present invention for achieving this object is bent through a bend impact actuator on a sample consisting of a substrate and a plurality of parts mounted on the substrate as a test object fixed to a fixed jig A bend impact test apparatus for a sample for measuring an electric resistance characteristic of a solder joint of each part according to an impact load by applying an impact, wherein the specimen is mounted under the bend impact actuator to transfer the impact load to the sample. A contact jig unit for repeatedly applying an impact load to both edges; And a resistance measuring part electrically connected to the solder joints of the respective parts to measure an electrical resistance generated at each solder joint when an impact load is generated, wherein the bending impact actuator has an operating frequency in a range of 5 Hz to 10 Hz. The amplitude range is made from + 12mm to + 15mm based on the sample, characterized in that made in the range of -1mm.

상기 접촉지그유닛은 상기 굽힘 충격 작동기의 하부에 장착되는 연결블록; 및 상기 연결블록의 하면 양측에 각각 장착되며, 상기 기판의 양쪽 가장자리에 접촉되는 접촉블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.The contact jig unit is a connection block mounted to the lower portion of the bending impact actuator; And contact blocks mounted on both sides of the lower surface of the connection block and in contact with both edges of the substrate.

상기 저항 측정부와 연결되어 상기 각 부품의 솔더 접합부 전기 저항 측정값을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The display unit may further include a display unit connected to the resistance measurement unit to display the solder joint electrical resistance measurement value of each component.

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상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치에 의하면, 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품로 구성되는 시료에 굽힘 충격 발생 시, 각 솔더 접합부에서 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내도록 진폭과 주파수 등의 조건을 제한함으로써, 낙하 충격시험의 대체가 가능하여 시험시간 단축 및 비용을 절감시키는 효과가 있다.According to the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention as described above, when the bending impact occurs on the sample consisting of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate, the electrical resistance characteristics appearing at each solder joint is dropped. By limiting the conditions such as amplitude and frequency so as to show a tendency similar to that of the impact test result, the drop impact test can be replaced, thereby reducing test time and cost.

또한, 각 부품이 접촉지그유닛과 직접 접촉되는 것을 방지하는 동시에, 부품에 응력집중 현상이 발생되는 것을 방지함으로써, 측정되는 각 솔더 접합부의 전기 저항값 변경 발생을 방지하고, 시험 신뢰성을 향상시키는 효과도 있다.In addition, by preventing each component from being in direct contact with the contact jig unit, and preventing stress concentration on the components, it is possible to prevent the occurrence of electric resistance value change of each solder joint to be measured and improve test reliability. There is also.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to this, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, which can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치에 적용되는 시료의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치에 적용되는 굽힘 충격 작동기의 진폭범위를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치를 통한 시험 시, 진폭 조건에 따른 시료의 수명에 따른 누적수명분포를 나타낸 와이블 분포도이다.1 is a configuration diagram of a bending impact test apparatus of a sample according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view of a sample applied to the bending impact test apparatus of a sample according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a present invention Figure is a view showing the amplitude range of the bending impact actuator applied to the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention, Figure 4 is a test condition through the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention, Weibull distribution chart showing the cumulative life distribution according to the life of the sample.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치는 기판과 상기 기판에 장착되는 다수개의 부품로 구성되는 시료에 굽힘 충격 발생 시, 각 솔더 접합부에서 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내도록 진폭과 주파수 등의 조건을 제한함으로써, 낙하 충격시험의 대체가 가능하여 시험시간 단축 및 비용을 절감하고, 시료의 응력집중 현상을 방지하도록 한다.Referring to the drawings, the bending impact test apparatus of a sample according to an exemplary embodiment of the present invention is characterized in that the electrical resistance characteristics appearing at each solder joint when bending impact occurs on a sample composed of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate. By limiting conditions such as amplitude and frequency to show similar tendency as the drop impact test result, drop impact test can be replaced, reducing test time and cost, and preventing stress concentration of the sample.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 실험실의 바닥면에 구비되는 베이스플레이트(110)와, 상기 베이스 플레이트(110)의 상부에 각각 지지프레임(130)을 통해 장착되는 상부 플레이트(120)와, 상기 베이스 플레이트(110)와 상부 플레이트(120)의 사이에서 상기 각 지지프레임(130) 상에 장착되는 장착프레임(140)으로 구성된다.To this end, the bending impact test apparatus 100 of the sample according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the base plate 110 is basically provided on the bottom surface of the laboratory, and the base plate 110 The upper plate 120 mounted on the upper portion of the support frame 130 through the support frame 130, and the mounting frame mounted on the respective support frame 130 between the base plate 110 and the upper plate 120 ( 140).

그리고 상기 굽힘 충격 시험장치(100)는 상기 장착프레임(140)의 하부에 장착되어 미도시된 제어기에 의해 제어되는 굽힘 충격 작동기(150)와, 상기 베이스 플레이트(110)의 상면에 피실험물을 고정시키기 위해 장착되는 고정지그(170)를 포함한다.In addition, the bending impact test apparatus 100 is mounted to the lower portion of the mounting frame 140 and controlled by a controller (not shown) and the impact tester 150 and the test object on the upper surface of the base plate 110 And a fixing jig 170 mounted for fixing.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치(100)는 상기 고정지그(170)에 고정되는 피실험물로서 기판(181)과 상기 기판(181)에 장착되는 다수개의 부품(183)으로 구성되는 시료(180)에 굽힘 충격 작동기(150)를 통해 굽힘 충격을 가하여 충격하중에 따른 상기 각 부품(183)의 솔더 접합부(185) 전기 저항 특성을 측정하기 위하여 접촉지그유닛(160)과 저항 측정부(190)를 더 포함한다.Here, the bending impact test apparatus 100 of the sample according to the embodiment of the present invention is a test piece fixed to the fixing jig 170, a substrate 181 and a plurality of parts mounted on the substrate 181 (183) Contact jig unit 160 to measure the electrical resistance characteristics of the solder joint 185 of each component 183 according to the impact load by applying a bending shock to the sample 180 consisting of a bending impact actuator 150 And further includes a resistance measuring unit 190.

먼저, 상기 접촉지그유닛(160)은 상기 시료(180)에 충격하중을 전달하기 위해 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 하부에 장착되며, 상기 시료(180)의 양쪽 가장자리에 반복적으로 충격하중을 가하게 된다.First, the contact jig unit 160 is mounted to the lower portion of the bending impact actuator 150 to transmit the impact load to the sample 180, to repeatedly apply the impact load to both edges of the sample 180. do.

이러한 접촉지그유닛(160)은 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 하부에 장착되는 연결블록(161)과, 상기 연결블록(161)의 하면 양측에 각각 장착되며, 상기 기판(181)의 양쪽 가장자리에 접촉되는 접촉블록(163)으로 구성된다.The contact jig unit 160 is mounted on both sides of the connection block 161 mounted on the lower side of the bending impact actuator 150 and the lower surface of the connection block 161, respectively, on both edges of the substrate 181. The contact block 163 is in contact.

여기서, 상기 부품(183)들은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 각 접촉블록(163)과 직접 접촉되는 상기 기판(181)의 양쪽 가장자리부를 제외하고 상기 기판(181)의 중앙부에 장착되는 것이 바람직하다.Here, as shown in FIG. 2, the components 183 may be mounted on the center portion of the substrate 181 except for both edge portions of the substrate 181 which are in direct contact with each of the contact blocks 163. desirable.

즉, 상기 시료(180)는 상기 각 부품(183)이 상기 각 접촉블록(163)과 직접 접촉되는 것을 방지하게 되며, 상기 고정지그(170)에 2점 지지방식으로 고정되는 상기 기판(181)의 상부에서 양측 가장자리부를 상기 각 접촉블록(163)이 접촉되면서 하중을 가함으로써, 4점 굽힘 방식으로 하중을 전달받게 된다.That is, the sample 180 prevents each component 183 from directly contacting each of the contact blocks 163 and the substrate 181 fixed to the fixing jig 170 by a two-point support method. By applying a load while the respective contact block 163 is in contact with both edges at the top of the, the load is received in a four-point bending method.

이에 따라, 상기 각 접촉블록(163) 사이에 위치되는 기판(181)에는 응력이 균일하게 작용하게 되고, 각 부품(183)이 각 접촉블록(163)과 직접 접촉되는 것을 방지하는 동시에, 부품(183)에 응력집중 현상이 발생되는 것을 방지함으로써, 각 솔더 접합부(185)의 전기 저항값 변경 발생을 방지하게 된다.Accordingly, stress is uniformly applied to the substrates 181 positioned between the contact blocks 163, and the parts 183 are prevented from directly contacting the contact blocks 163. By preventing the stress concentration phenomenon 183 from occurring, it is possible to prevent the occurrence of electric resistance value change of each solder joint 185.

본 실시예에서, 상기 저항 측정부(190)는 상기 각 솔더 접합부(185)와 전기적으로 연결되어 충격하중 발생 시, 상기 각 솔더 접합부(185)에서 발생되는 전기 저항을 측정한다.In the present embodiment, the resistance measuring unit 190 is electrically connected to each of the solder joints 185 and measures the electrical resistance generated at each of the solder joints 185 when an impact load is generated.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치(100)는 상기 저항 측정부(190)와 연결되어 상기 각 솔더 접합부(185)의 전기 저항 측정값을 디스플레이하여 가시화시키는 디스플레이부(191)를 더 포함한다.And the bending impact test apparatus 100 of the sample according to the embodiment of the present invention is connected to the resistance measuring unit 190, the display unit 191 for displaying and visualizing the electrical resistance measurement value of each solder joint 185 It further includes.

즉, 상기 디스플레이부(191)는 상기 각 솔더 접합부(185)의 전기 저항 측정값을 저항 측정부(190)로부터 출력 받아 디스플레이 함으로써, 사용자가 측정하고자 하는 시료(180)의 충격하중에 대한 특성을 쉽게 알아보도록 해주게 된다.That is, the display unit 191 receives and displays the electrical resistance measurement values of the solder joints 185 from the resistance measurement unit 190 to display the characteristics of the impact load of the sample 180 to be measured by the user. It will be easier to see.

한편, 상기 굽힘 충격 작동기(150)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 작동 주파수가 5㎐～10㎐ 범위 내에서 이루어지며, 진폭범위는 상기 시료(180)를 기준으로 +12mm～+15mm 사이에서부터 -1mm의 범위 내에서 이루어진다.On the other hand, the bending impact actuator 150, as shown in Figure 3, the operating frequency is made within the range of 5kHz ~ 10kHz, amplitude range is between + 12mm ~ + 15mm relative to the sample 180 From -1mm.

이는 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 작동 주파수 범위가 10㎐ 이상일 경우, 충격에 의한 상기 시료(180)의 굽힘량이 회복되기도 전에 다시 굽힘 충격하중이 가 해지게 됨으로 정상적인 굽힘 충격 시험이 어렵게 되고, 5㎐ 이하일 경우에는 시험시간이 오래 걸리는 점을 방지하기 위한 것이다.This is because when the operating frequency range of the bending impact actuator 150 is 10 Hz or more, the bending impact load is applied again before the bending amount of the sample 180 due to the impact is difficult, so that normal bending impact test becomes difficult. If it is less than ㎐, it is to prevent the test from taking a long time.

또한, 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 진폭조건에서 상기 시료(180)를 기준으로 (+)진폭이 12mm보다 작은 조건일 경우에는 시험에 소요되는 시간이 증가되는 문제점이 발생되고, 상기 시료(180)를 기준으로 (+)진폭을 15mm보다 크게 설정하면 낙하 충격시험의 결과와는 반대의 경향을 보임에 따라, (+)진폭의 범위는 12mm ～15mm 범위 사이에 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, when the amplitude of the bending impact actuator 150 is a condition in which a positive amplitude is less than 12 mm based on the sample 180, a time required for the test is increased, and the sample 180 is increased. If (+) amplitude is set higher than 15mm in reference to), it is opposite to the result of drop impact test. Therefore, it is preferable that the range of (+) amplitude is between 12mm and 15mm.

그리고 (-)진폭의 경우에는 -1mm 보다 폭을 크게 설정하게 되면, 수명 시간이 너무 짧아 소재의 특성이 다른 솔더 접합부(185)가 적용된 시료(180)의 시험 시, 각 소재간의 충격특성의 차이가 실제 존재하고 있다 하더라도 경향성의 구분이 어렵게 된다.In the case of (-) amplitude, if the width is set larger than -1 mm, the difference in the impact characteristics between the materials during the test of the sample 180 to which the solder joint 185 having different material characteristics is applied because the life time is too short. Even if it actually exists, it becomes difficult to distinguish the tendency.

또한, 충격특성 보다는 굽힘 강도 특성이 크게 작용하여 낙하 충격 시험과 반대의 경향을 나타내기 쉬우며, -1mm 보다 폭을 작게 설정하면, 수명 시간이 너무 길게 되어 시험시간이 장시간 소요됨에 따라, (-)진폭의 범위는 -1mm에서 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, it is easy to show the tendency opposite to the drop impact test because the bending strength characteristic acts more than the impact characteristic, and when the width is set smaller than -1mm, the life time becomes too long and the test time takes a long time. The amplitude range is preferably made at -1 mm.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation and action of the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.

사용자는 상기 시료(180)를 고정지그(170) 상에 고정시킨 후, 미도시된 제어기를 통해 제어되는 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 작동 주파수 범위를 5㎐～10㎐ 내로 설정하고, 진폭범위는 상기 시료(180)를 기준으로 +12mm～+15mm 사이에서부터 -1mm의 범위 내에서 이루어지도록 설정한 상태로, 상기 굽힘 충격 작동기(150)를 작동시키게 된다.After fixing the sample 180 on the fixing jig 170, the user sets the operating frequency range of the bending impact actuator 150 controlled by a controller (not shown) within 5 kHz to 10 kHz, and the amplitude range. Is set to be made within the range of -1mm from + 12mm to + 15mm with respect to the sample 180, to operate the bending impact actuator 150.

그러면 상기 굽힘 충격 작동기(150)로부터 발생되는 굽힘 충격하중은 상기 접촉지그유닛(160)을 통해 상기 시료(180)에 전달되며, 상기 시료(180)의 기판(181) 양측 가장자리부는 상기 접촉지그유닛(160)의 각 접촉블록(163)과 반복적으로 접촉되면서 충격하중을 전달받게 된다.Then, the bending impact load generated from the bending impact actuator 150 is transferred to the sample 180 through the contact jig unit 160, and both edge portions of both sides of the substrate 181 of the sample 180 are contacted with the contact jig unit. Repetitive contact with each of the contact blocks 163 of 160 to receive the impact load.

상기 각 솔더 접합부(185)와 연결된 저항 측정부(190)는 상기 각 솔더 접합부(185)에서 발생되는 전기 저항값을 측정하여 상기 디스플레이부(191)로 출력하게 되고, 사용자는 상기 디스플레이부(191)에 출력된 시험 중인 시료(180)의 솔더 접합부(185) 전기 저항 측정값을 확인할 수 있게 된다.The resistance measuring unit 190 connected to each of the solder joints 185 measures an electrical resistance value generated at each of the solder joints 185 and outputs the measured electrical resistance to the display unit 191, and the user displays the display unit 191. It is possible to check the electrical resistance measurement value of the solder joint 185 of the sample under test 180, which is output to the test piece 180.

한편, 상기 굽힘 충격 시험장치(100)에 사용되는 시료(180)의 각 솔더 접합부(185) 조성은 일반적으로 낙하 충격특성에 사용되는 것과 동일한 것으로, Sn-3.0Ag-0.5Cu(이하, SAC305라 함)와, Sn-1.0Ag-0.5Cu(이하, SAC105)로 이루어지는 시료(180)가 각각 사용되며, SAC305로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)와 SAC105로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)를 각각 시험하여 굽힘 충격 시험 결과값을 각각 비교하게 된다.On the other hand, the composition of each solder joint 185 of the sample 180 used in the bending impact test apparatus 100 is generally the same as that used for drop impact characteristics, Sn-3.0Ag-0.5Cu (hereinafter referred to as SAC305) And a sample 180 consisting of Sn-1.0Ag-0.5Cu (hereinafter referred to as SAC105), each having a solder joint 185 composed of SAC305 and a solder joint composed of SAC105 Each of the samples 180 having 185 is tested to compare the bending impact test results.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치(100)에서 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 작동 주파수가 10㎐이고, 진폭 범위가 각각 도 4의 (a), (b), (c)와 같이 (+12mm～-1mm), (+13mm～-1mm), 및 (+15mm～-1mm)일 경우에 따른 상기 각 솔더 접합부(185)의 누적수명분포에 따른 수명의 분포를 나타낸 와이블 분 포를 살펴보면 다음과 같다.Here, in the bending impact test apparatus 100 of the sample according to the embodiment of the present invention, the operating frequency of the bending impact actuator 150 is 10 kHz, and the amplitude ranges are respectively shown in FIGS. 4A, 4B, and (A). As shown in c), the distribution of lifespan according to the cumulative life distribution of each solder joint 185 according to (+ 12mm-1mm), (+ 13mm-1mm), and (+ 15mm-1mm) is shown. The Weibull distribution is as follows.

상기 각 조건에서는 SAC105로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)가 SAC305로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)보다 특성수명이 우수한 것으로 나타났으며, 이는 낙하 충격시험을 통해 측정되는 낙하 충격 결과와 일치하는 것을 알 수 있다.In each of the above conditions, the sample 180 having the solder joint 185 composed of SAC105 was found to have a better characteristic life than the sample 180 having the solder joint 185 composed of SAC305. It can be seen that it is consistent with the drop impact result measured through.

반면에, 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 진폭범위가 +15mm를 초과한 (+19mm, -1mm)일 경우에는, 도 4의 (d)와 같이, SAC305로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)가 SAC105로 조성된 솔더 접합부(185)를 갖는 시료(180)보다 특성수명이 우수한 것으로 나타나 반대의 결과를 나타났으며, 이는 낙하 충격 시험과는 반대의 결과를 나타내게 됨에 따라, 낙하 충격 시험과 동일한 결과를 얻기 위해서 상기 굽힘 충격 작동기(150)의 진폭범위는 +12mm～+15mm 범위 내에서 이루어져야 하는 것을 알 수 있다.On the other hand, when the amplitude range of the bending impact actuator 150 is (+ 19mm, -1mm) exceeding + 15mm, as shown in (d) of FIG. 4, having a solder joint 185 composed of SAC305 The sample 180 was shown to have a better characteristic life than the sample 180 having the solder joint 185 composed of SAC105, which showed the opposite result, which is the opposite of the drop impact test. In order to obtain the same result as the impact test it can be seen that the amplitude range of the bending impact actuator 150 should be made within the range of + 12mm ~ + 15mm.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치를 적용하면, 기판(181)과 상기 기판(181)에 장착되는 다수개의 부품(183)으로 구성되는 시료(180)에 굽힘 충격 발생 시, 각 솔더 접합부(185)에서 나타나는 전기 저항 특성이 낙하 충격시험 결과와 유사한 경향성을 나타내도록 진폭과 주파수 등의 조건을 제한함으로써, 낙하 충격시험의 대체가 가능하여 시험시간 단축 및 비용을 절감시킬 수 있다.Therefore, when applying the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention configured as described above, the sample 180 composed of a substrate 181 and a plurality of parts 183 mounted on the substrate 181. In the case of bending impact, the drop resistance test can be replaced by limiting the conditions such as amplitude and frequency so that the electrical resistance characteristics of each solder joint 185 show a tendency similar to that of the drop impact test. And cost can be reduced.

또한, 각 부품(183)이 접촉지그유닛(160)과 직접 접촉되는 것을 방지하는 동시에, 부품(183)에 응력집중 현상이 발생되는 것을 방지함으로써, 측정되는 각 솔 더 접합부(185)의 전기 저항값 변경 발생을 방지하고, 시험 신뢰성을 향상시킬 수 있다.In addition, the electrical resistance of each solder joint 185 measured by preventing each component 183 from being in direct contact with the contact jig unit 160 and preventing stress concentration from occurring in the component 183. Value change can be prevented and test reliability can be improved.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a bending impact test apparatus of a sample according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치에 적용되는 시료의 평면도이다.2 is a plan view of a sample applied to the bending impact test apparatus of the sample according to the embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치에 적용되는 굽힘 충격 작동기의 진폭범위를 도시한 도면이다.Figure 3 is a view showing the amplitude range of the bending impact actuator applied to the bending impact test apparatus of the sample according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치를 통한 시험 시, 진폭 조건에 따른 시료의 수명에 따른 누적수명분포를 나타낸 와이블 분포도이다.Figure 4 is a Weibull distribution chart showing the cumulative life distribution according to the life of the sample in accordance with the amplitude conditions during the test by the bending impact test apparatus of the sample according to an embodiment of the present invention.

도 5는 종래 기술에 따른 시료의 굽힘 충격 시험장치의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a bending impact test apparatus for a sample according to the prior art.

Claims

Sample for measuring the electrical resistance characteristics of solder joints of each component according to the impact load by applying a bending impact through a bending impact actuator to a sample composed of a substrate and a plurality of components mounted on the substrate as a test object fixed to a fixing jig. In the bending impact test apparatus of

A contact jig unit mounted to a lower portion of the bending impact actuator to transmit an impact load to the sample, and repeatedly applying impact loads to both edges of the sample; And

It is electrically connected to the solder joints of each component and includes a resistance measuring unit for measuring the electrical resistance generated in each of the solder joints when the impact load occurs,

The bending impact actuator has an operating frequency in the range of 5 kHz to 10 kHz, and an amplitude range of the bending impact test of the specimen, characterized in that it is made within the range of -1 mm from +12 mm to +15 mm based on the sample. Device.

The method of claim 1,

The contact jig unit is

A connection block mounted to the bottom of the bending impact actuator; And

And a contact block mounted on both sides of the bottom surface of the connection block and in contact with both edges of the substrate.

The method of claim 1,

And a display unit connected to the resistance measuring unit to display electrical resistance measurement values of the solder joints of the respective components.

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