반도체 패키지에 사용되고 있는 유연 솔더는 환경 보호 필요성 때문에 무연 솔더로 빠르게 대체되고 있다. 이와 같은 무연 솔더에 대한 연구는 주로 재료의 발견과 공정 적응성의 관점에서 이루어졌을 뿐, 기계적인 성질이나 신뢰성의 관점에서의 연구는 많이 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 무아레 간섭계를 이용하여 유연 솔더와 무연 솔더 실장WB-PBGA 패키지 결합체의 온도변화에 대한 열-기계적 거동을 해석하였다. 실시간 무아레 간섭계를 이용하여 각 온도단계에서 변위 분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 유연과 무연의 솔더 조인트를 갖는 WB-PBGA 패키지의 굽힘 변형 거동 및 솔더 볼의 변형률을 비교 분석하였다. 분석결과를 보면 유연 솔더 실장 패키지 결합체의 솔더 볼은 칩경계 부근인 #3 솔더 볼에서 발생하는 전단변형률이 파손에 큰 영향을 미치며, 무연 솔더가 실장된 패키지 결합체의 솔더 볼은 가장 바깥 부근인 #7 솔더 볼에서 발생하는 수직변형률이 파손에 큰 영향을 미칠 것으로 예측된다. 또한 무연 솔더 실장 패키지 결합체는 같은 온도 조건에서 유연 솔더 실장된 패키지에 비해 굽힘 변형이 훨씬 크게 발생될 뿐 아니라솔더 볼의 유효변형률도 10% 정도 크게 발생하는 것으로 나타나서 열변형에 의한 파손에 취약할 것으로 예측된다.
본고에서는 무아레 간섭계를 이용하여 유연 솔더와 무연 솔더 실장WB-PBGA 패키지 결합체의 온도변화에 대한 열-기계적 거동을 해석하였다.