• Polymer(Korea)
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• v.30 no.6
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• pp.519-524
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• 2006

Poly(4-vinyl pyridine) (PVP) and its copolymers, poly(4-vinyl pvridine- co-acrylamide) and poly(4-vinyl pyridine-co-allylamine), were synthesized and evaluated for application to organic solder-ability preservatives (OSP). The copolymers were synthesized by radical polymerization of vinyl pyridine in the presence of acrylamide or allylamine as a comonomer. Various kinds of polymers with different chemical composition were synthesized by varying the feed ratio of monomers and their low $M_w$ polymers can be obtained by adding 2-mercaptoethanol as a chain transfer agent during poly-merization. All the polymers showed good adhesion properties on Cu pad when they were spin-coated. Especially, allylamine -containing copolymers showed both good adhesion and solubility properties. Also, they exhibited better thermal stability than PVP homopolymer and such thermal properties were changed depending on the chemical composition and their $M_w$, which were evidenced by the measurement of oxygen induced temperature (OIT). From the OIT measurement, poly(4-vinyl pyridine- co-allylamine) was thermally stable up to $230^{\circ}C$ for 70 min in the 100% oxygen environment. As a result, allylamine-containing copolymers can be considered as a promising OSP coating material that has excellent thermal and adhesive properties applicable to the present microelectronic package processes.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.4
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• pp.1-9
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• 2011

Understanding the void characterization in the solder joints has become more important because of the application of lead free solder materials and its reliability in electronic packaging technology. According to the JEDEC 217 standard, it describes void types formed in the solder joints, and divides into some categories depending on the void position and formation cause. Based on the previous papers and the standards related to the void, reliability of the BGA solder joints is determined by the size of void, as well as the location of void inside the BGA solder ball. Prior to reflow soldering process, OSP(organic surface preservative) finished Cu electrode was exposed under $85^{\circ}C$/60%RH(relative humidity) for 168 h. Voids induced by the exposure of $85^{\circ}C$/60%RH became larger and bigger with increasing aging times. The void position has more influence on mechanical strength property than the amount of void growth does.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.82-82
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• 2010

표면실장 공법을 통해 CSP 패키지를 보드에 실장 하는데 있어 무연솔더 접합부의 신뢰성에 영향을 미치는 인자 중 가장 중요한 것은 접합부에 형성되는 IMC (Intermetallic compound, 금속간화합물)인 것으로 알려져 있다. 접합부의 칩 부분에는 솔더와 칩의 UBM (Under bump metalization)이 접합하여 IMC가 형성되나, 보드 부분에는 솔더와 보드의 UBM 뿐만 아니라 그 사이에 솔더 페이스트가 함께 접합되어 IMC가 형성된다. 본 연구에서는 패키지의 신뢰성 연구를 위해 솔더 페이스트의 유무 및 두께에 따른 무연 솔더 접합부의 미세조직의 변화를 분석하였다. 본 실험에서는 Sn-3.0(Wt.%)Ag-0.5Cu 조성과 본 연구진에 의해 개발된 Sn-Ag-Cu-In 조성의 직경 $450{\mu}m$ 솔더 볼을 사용하였으며, 솔더 페이스트는 상용 Sn-3.0Ag-0.5Cu (ALPHA OM-325)를 사용하였다. 칩은 ENIG (Electroless nickel immersion gold) finish pad가 형성된 CSP (Chip scale package)를, 보드는 OSP (Organic solderability preservative)/Cu finish pad가 형성된 것을 사용하였다. 실험 방법은 보드를 솔더 페이스트 없이 플라즈마 처리 한 것, 솔더 페이스트를 $30{\mu}m$ 두께로 인쇄한 것, $120{\mu}m$의 두께로 인쇄한 것, 이렇게 3가지 조건으로 준비한 후, 솔더 볼이 bumping된 칩을 mounting하여, $242^{\circ}C$의 peak 온도 조건의 oven(1809UL, Heller)에서 reflow를 실시하여 패키지를 형성하였다. 이후 시편은 정밀 연마한 후, OM(Optical Microscopic)과 SEM(scanning electron microscope) 및 EDS(energy dispersive spectroscope)를 사용하여 솔더 접합부 IMC의 미세조직을 관찰, 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.31 no.3
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• pp.22-30
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• 2013

Due to ELV banning, automotive electronics cannot use four kinds of heavy metal element (Pb, Hg, Cd, $Cr^{6+}$) from 2016. Therefore, this study was focused on degradation characteristics of Sn-3.0Ag-0.5Cu Lead-free solder joint with OSP and ENIG finsh under various reliability assessment method, as like to thermal shock test and high temeprature/high humidity test with test duration for cabin electronics. Also, we compared bonding strength degradation to other advanced research results of electronic control unit for engine room because of difference service temperature with mount location in automotive. Whisker growth phenomenon and mitigation method which were essentially consideration items for Pb-free car electronics were examined. Conformal coating is a strong candidate for mitigating whisker growth in automotive electronics. Necessary condition to adapt Pb-free in car electronics was shown.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.32 no.1
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• pp.6-12
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• 2019

Bonding properties of epoxy-containing solder joints were investigated by a high temperature aging test. Specimens were prepared by bonding an R3216 standard chip resistor to an OSP-finished PCB by a reflow process with two basic types of solder (SAC305 & Sn58Bi) pastes and two epoxy-solder (SAC305+epoxy & Sn58Bi+epoxy) pastes. In all epoxy solder joints, an epoxy fillet was formed in the hardened epoxy, lying around the outer edge of the solder joint, between the chip and the Cu pad. In order to analyze the bonding characteristics of solder joints at high temperatures, a high-temperature aging test at $150^{\circ}C$ was carried out for 14 days (336 h). After aging, the intermetallic compound $Cu_6Sn_5$ was found to have formed in the solder joint on the Cu pad, and the shear stress on the conventional solder joint was reduced by a significant amount. The reason that the shear force did not decrease much, even though in epoxy solder, was thatbecause epoxy hardened at the outer edge of the supported solder joints. Using epoxy solder, strong bonding behavior can be ensured due to this resistance to shear force, even in metallurgical changes such as those where intermetallic compounds form at solder joints.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.77-77
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• 2010

본 연구에서는 Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) 무연솔더의 최적 인쇄성을 위한 PCB 및 마스크설계, 스크린프린팅 공정변수의 최적값을 실험계획법을 통해 평가하였다. 사용된 칩은 가로 0.4mm 세로 0.2mm의 0402 MLCC칩이며, 사용된 시험보드는 OSP 표면처리된 PCB이었다. 인쇄성을 판단하기 위한 공정인자는 금속마스크 두께, 마스크홀 크기, 패드크기 및 모양, 인쇄각도, 인쇄속도, 판분리속도이었다. ANOVA분석을 통해 주인자를 파악하였으며, 인쇄성에 영향을 미치는 주인자는 마스크두께와 인쇄각도임이 확인되었다. 그 후 중심 합성법을 이용하여 인쇄성 최적 조건을 확인하였다. 결과로 나타난 등고선/표면도를 통해, 마스크두께가 작을 때에는 인쇄각도가 작아야 높은 인쇄성을 갖으며, 또한 마스크 두께가 클 경우에는 인쇄각도가 커야 높은 인쇄성을 가짐을 알 수 있었다. 추가실험을 통해서 인쇄성 표면도의 정확도를 확인하였으며, 실험값은 표면도에서 표시된 인쇄성값과 비슷함을 알 수 있었다. 또한, 인쇄성이 낮은 영역과 높은 영역에서 접합강도값을 측정하였으며, 인쇄성이 좋은 영역에서 접합강도도 높음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.81-81
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• 2010

전자 패키징은 미세화, 경량화, 저가화를 지향하고 신뢰성의 향상을 위해 발전해 왔다. 이러한 경향은 전자부품 자체의 성능 향상 뿐 아니라 전자부품을 장착, 고정할 수 있게 하는 인쇄회로 기판(PCB : Printed Circuit Board)의 성능에 많은 관심을 가지게 되었다. 전기적 신호의 손실을 줄이기 위해 전기, 전자 산업체에서는 가볍고 굴곡성이 우수한 연성인쇄회로기판(FPCB : Flexible PCB)과 가격이 싸고 신뢰성이 입증된 경성인쇄회로기판(RPCB : Rigid PCB)이 그 대상이다. 본 논문에서는 이 PCB중에서도 RPCB와 FPCB간의 열압착 방식으로 접합 시 전극간의 접합 양상을 보았다. 이 열압착 방식은 기존에 PCB를 접합하는데 사용하고 있는 connector를 이용한 체결법을 대체하는 기술로써 솔더를 중간층(interlayer)로 이용하여 열과 압력으로 접합하는 방식이다. 이 방식을 connector를 사용하는 방식에 비해 그 부피가 작고 I/O개수에 크게 영향 받지 않으며 자동화 공정이 쉬운 장점을 가지고 있다. 접합의 대상 중 RPCB의 경우는 무전해 니켈 금도금(ENIG : Electroless Nickle Immersion Gold)로 제작하였으며 FPCB의 경우는 ENIG와 유기보호피막(OSP : Organic solderability preservation) 처리하였다. 실험에 사용한 PCB는 $300\;{\mu}m$ pitch의 미세피치이며 솔더의 조성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu (in wt%)과 Sn-3.0Ag (in wt%)를 사용하였다. 접합 온도와 접합 시간 그리고 접합 압력에 따라 최적의 접합 조건을 도출하였다. 접합 강도는 $90^{\circ}$ Peel Test를 통해서 측정하였으며 접합면 및 파괴면은 SEM과 EDS를 통하여 분석하였다.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.48 no.11
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• pp.1035-1040
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• 2010

The research efforts on GaN-based light-emitting diodes (LEDs) keep increasing due to their significant impact on the illumination industry. Surface mount technology (SMT) is widely used to mount the LED packages for practical application. In surface mount soldering both the device body and leads are intentionally heated by a reflow process. We studied on the effects of multiple reflows on microstructural variation and joint strength of the solder joints between the LED package and the substrate. In this study, Pb-free Sn-3.0Ag-0.5Cu solder and a finished pad with organic solderability preservatives (OSP) were employed. A $Cu_6Sn_5$ intermetallic compound (IMC) layer was formed during the multiple reflows, and the thickness of the IMC layerincreased with an increasing number of reflows. The shear force decreased after three reflows. From the observation of the fracture surface after a shear test, partially brittle fractures were observed after five reflows.