• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.525-530
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• 2006

최근 전자제품에 납이나 크롬, 수은 등 중금속을 사용하지 않고 환경친화적으로 대체해 가는 업체들이 늘고있다. 선진국에서는 납을 사용하지 않는 무연솔더가 개발되면서 납땜 공정이 거의 사라지고 있으나 무연솔더의 경우 친환경적이지만 가격이 비싸고 납에 비해 접착성과 내구성 등이 떨어져 개량이 필요한 것이 현실이다. 이를 해결하기 위해 TIG 용접을 이용하여 실내등의 도입선과 베이스부에 대한 이종금속 용접기술을 개발하였다. 이를 위하여 기존의 실내등 제작공정을 파악하여 용접 공정으로 대체할 수 있는 방안을 마련하였고 TIG 용접 파라미터의 최적값을 선정하기 위해 시험을 수행하였다. 마지막으로 전구 수명 시험과 내진성 평가를 실시하여 용접된 실내등의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.218-220
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• 2006

Sn-3.0Ag-0.5Cu solder is widely used as micro-joining materials of flip chip package(FCP) because of the fact that it causes less dissolution and has good thermal fatigue property. However, compared with ternary electroplating in the manufacturing process, binary electroplating is still used in industrial field because of easy to make plating solution and composition control. The objective of this research is to fabricate Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping having accurate composition. The ternary Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping could be made on a Cu pad by sequent binary electroplating of Sn-Cu and Sn-Ag. Composition of the solder was estimated by EDS and ICP-OES. The thickness of the bump was measured using SEM and the microstructure of intermetallic-compounds(IMCs) was observed by SEM and EDS. From the results, contents of Ag and CU found to be at $2.7{\pm}0.3wt%\;and\;0.4{\pm}0.1wt%$, respectively.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.54-56
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• 2005

Ultrasonic soldering using of Si-wafer to FR-4 PCB atroom temperature was investigated. Sn3.5Ag foil rolled $100{\mu}m$ was used for solder. The UBM of Si-die was Cu/ Ni/ Al from top to bottom and its thickness was $0.4{\mu}m$, $0.4{\mu}m$, $0.3{\mu}m$ respectively. Pad on FR-4 PCB comprised of Au/ Ni/ Cu from top to bottom and its thickness was $0.05{\mu}m$, $5{\mu}m$, $18{\mu}m$ respectively. The ultrasonic soldering time was changed from 0.5sec to 3.0sec and its power 1400W. As experimental result, reliable bond joint by ultrasonic at room temperature was obtained. The shear strength increased with soldering time up to 2.5 sec. That means at 2.5sec, the shear strength showed maximum rate of 65.23N. The strength decreased to 33.90N at 3.0 sec because the cracks generated along the intermetallic compound between Si-wafer and Sn-3.5mass%Ag solder. intermetallic compound produced by ultrasonic between the solder and the Si-die was $(Cu, Ni)_{6}Sn_{5}$ and the intermetallic compound between solder and pad on FR-4 was $(Ni, Cu)_{3}Sn_{4}$.

• 한국재료학회지
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• 제15권8호
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• pp.528-535
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• 2005

It is inclined to increase that use of hazardous substances such as lead(Pb), mercury (Hg), cadmium(Cd) etc. are prohibited in the electronics according to environmental friendly policies of an advanced nation for protecting environment of earth. As this reasons, many researches for ensuring the reliability were proceeding in Pb free soldering process. n the flux remains on the PCB(printed circuit board) in the soldering process or the electronics exposed to corrosive environment, it becomes the reasons of breakdown or malfunction of the electronics caused by corrosion. Therefore in this studies we researched the polarization and Tafel properties of Sn40Pb and SnCu system solders based on the electrochemical theory. The experimental polarization curves were measured in distilled ionized water and 1 mole $3.5 wt\%$ NaCl electrolyte of $40^{\circ}C$, pH 7.5. Ag/AgCl and graphite were utilized by reference and counter electrodes, respectively. To observe the electrochemical reaction, polarization test was conducted from -250mV to +250mV. From the polarization curves composed of anodic and cathodic curves, we obtained Tafel slop, reversible electrode potential(Ecorr) and exchange current density((cow). In these results, we compared the corrosion rate of SnPb and SnCu solders.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권1호통권38호
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• pp.23-29
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• 2006

Si-웨이퍼와 FR-4 기판을 상온에서 초음파 접합한 후, 접합부의 신뢰성을 평가하였다. Si-웨이퍼 상의 UBM(Under Bump Metallization)은 위에서부터 Cu/ Ni/ Al을 각각 $0.4{\mu}m,\;0.4{\mu}m,\;0.3{\mu}m$의 두께로 전자빔으로 증착하였다. FR-4 기판위의 패드는 위에서부터 Au/ Ni/ Cu를 각각 $0.05{\mu}m,\;5{\mu}m,\;18{\mu}m$의 두께로 전해 도금하여 형성하였다. 접합용 솔도로는 Sn-3.5wt%Ag을 두께 $100{\mu}m$으로 압연하여 사용하였다. 시편의 초음파 접합을 위하여 초음파 접합 시간을 0.5초에서 3.0초까지 0.5초 단위로 증가시키면서 상온에서 접합하였으며, 이 때 출력은 1,400W로 하였다. 실험 결과, 상온 초음파 접합법에 의해 신뢰성 있는 'Si-웨이퍼/솔더/FR-4기판' 접합부를 얻을 수 있었다. 접합부의 전단 강도는 접합 시간에 따라 증가하여 접합 시간 2.5초에서 65N으로 가장 높게 측정되었다. 이 후 접합 시간 3.0초에서는 전단 강도가 34N으로 감소하였는데, 이는 초음파 접합시간이 과도해지면서 Si-웨이퍼와 솔더 사이의 계면을 따라 균열이 발생되었기 때문으로 판단된다. 초음파 접합에 의해 Si-웨이퍼와 솔더 사이에서 생성된 금속간 화합물은 ($(Cu,Ni)_{6}Sn_{5}$)으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.25-30
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• 2018

Sn-Pb솔더는 그동안 자동차 전장품에서 많이 사용되어 왔다. 그러나 최근에 환경과 인체에 대한 유해성 때문에 end-of-life vehicle (ELV)과 같은 국제 환경 규제로 인하여 Pb의 사용이 금지되었다. 이러한 이유로 자동차 전장품을 위한 Pb-free 솔더링에 관한 많은 연구들이 보고 되어 왔다. 한편, 자동차의 연료 효율성과 공간 활용을 위하여 유연성과 경량의 특성을 가지는 플렉시블 기판이 자동차 전장품에 사용되고 있다. 자동차 전장품에 대한 Pb-free 솔더 접합부 특성에 관한 연구들이 많이 진행되었음에도 불구하고 자동차의 사용 환경을 고려한 플렉시블 기판 솔더 접합부에 대한 신뢰성 특성에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 organic solderability preservative (OSP) 및 electroless nickel immersion gold (ENIG) 표면처리 된 플렉시블 기판 위 Sn3.0Ag0.5Cu, Sn0.7Cu, Sn0.5Cu0.01Al(Si) 세 가지 Pb-free 솔더 접합부에 대한 특성을 보고 하였다. 솔더 조성과 기판 표면처리에 따른 접합부의 특성 및 신뢰성을 비교 평가 하기 위하여 인장 강도 시험, 열 충격 시험과 반복 굽힘 시험을 진행 하고 그 결과를 분석하였다. OSP 표면처리 된 기판 접합부에 대한 반복 굽힘 시험 결과 세 종류의 솔더 접합부 모두 파괴는 솔더 내부에서 일어 났으며 Sn3.0Ag0.5Cu 솔더의 접합부에서 반복 굽힘 수명이 가장 길게 나타났다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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• pp.3-19
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• 2006

The Status quo of the reliability in China is described in this paper, a reliability surge is now spreading in China, covering the fields such as hardware, software, machinery and electronics. The reliability work in China was firstly conducted by the CEPREI Lab as far as early in the 1950s, and the reliability engineering in China has developed from the reliability of electronic products to that of machinery and non-electronic products, from hardware reliability to software reliability, from the attention to the reliability statistical test to emphasis on the reliability engineering test. Concern of Chinese companies about the reliability is the complete import of reliability engineering, the reliability testing, the software reliability and the reliability of lead-free soldering. Demonstration of reliability cases is given.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권2호
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• pp.65-69
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• 2012

Environmental and health concerns over the lead have led to investigation of the alternative Pb-free solders to replace commonly used Pb-Sn solders in microelectronic packaging application. The leading candidates for lead-free solder alloys are presently the near eutectic Sn-Ag-Cu alloys. Therefore, extensive studies on reliability related with the composition have been reported. However, the insufficient drop property of the near eutectic Sn-Ag-Cu alloys has demanded solder compositions of low Ag content. In addition, the solder interconnections in automobile applications like a smart box require significantly improved vibration resistance. Therefore, this study investigated the effect of alloying elements (Ag, Bi, In) on the vibration fatigue strength. The vibration fatigue was conducted in 10~1000Hz frequency and 20Grms. The interface of the as-soldered cross section close to the Cu pad indicated the intermetallic compound ($Cu_6Sn_5$) regardless of solder composition. The type and thickness of IMC was not significantly changed after the vibration test. It indicates that no thermal activities occurred significantly during vibration. Furthermore, as a function of alloying composition, the vibration crack path was investigated with a focus on the IMCs. Vibration crack was initiated from the fillet surface of the heel for QFP parts and from the plating layer of chip parts. Regardless of the solder composition, the crack during a vibration test was propagated as same as that during a thermal fatigue test.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권1호
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• pp.77-85
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• 2004

플라즈마 리플로우 솔더링에서 솔더볼의 접합성을 향상시키기 위해 UBM(Under Bump Metallization)을 Ar-10vol%$H_2$플라즈마로 클리닝하는 방법을 연구하였다. UBM층은 Si 웨이퍼 위에 Au(두께; 20 nm)/ Cu(4 $\mu\textrm{m}$)/ Ni(4 $\mu\textrm{m}$)/ Al(0.4 $\mu\textrm{m}$)을 웨이퍼 측으로 차례대로 증착하였다. 무연 솔더로는Sn-3.5wt%Ag, Sn-3.5wt%Ag-0.7wt%Cu를 사용하였고 Sn-37wt%Pb를 비교 솔더로 사용하였다. 지름이500 $\mu\textrm{m}$인 솔더 볼을 플라즈마 클리닝 처리를 한 UBM과 처리하지 않은 UBM위에 놓고, Ar-10%$H_2$플라즈마 분위기에서 플럭스 리스 솔더링하였다. 이 결과는 플럭스를 사용하여 대기 중에서 열풍 리플로우한 결과와 비교하였다. 실험 결과, 플라즈마 클리닝 후 플라즈마 리플로우한 솔더의 퍼짐율이 클리닝 하지 않은 플라즈마 솔더링보다 20-40%정도 더 높았다. 플라즈마 클리닝 후 플라즈마 리플로우한 솔더 볼의 전단 강도는 약58-65MPa로, 플라즈마 클리닝 하지 않은 플라즈마 리플로우보다 60-80%정도 높았으며, 플럭스를 사용한 열풍 리플로우보다는 15-35%정도 높았다. 따라서 Ar-10%$H_2$가스를 사용하여 UBM에 플라즈마 클리닝하는 공정은 플라즈마 리플로우 솔더 볼의 접합강도를 향상시키는데 상당한 효과가 있는 것으로 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권4호
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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.