• Proceedings of the Korean Society for Quality Management Conference
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• 2006.04a
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• pp.375-380
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• 2006

Recently European Council(EU) published the RoHS(restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment) which is prohibit the use of Pb, Hg, Cd, $Cr^{+6}$, PBB or PBDE in the electrical and electronic equipments. So EU member States shall ensure that, from 1 July 2006, new electrical and electronic equipment put on the market does not contain 6 hazardous substances. So many kinds of projects is proceeding to ensure the reliability of Pb-free electronics in the worlds. Especially it is necessary to evaluate of Pb-free solder joints in electronics. Therefore, on this paper, we compared with solder joint strength of chip components, respectively SnPb, Pb-free solder as follows reliability test methods. We also measured the shear strength of solder joint and also compared the effects of environmental test methods. In this results, we analyzed and compared the shear strength variation as follows solder materials and reliability test conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.113.2-113.2
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• 2011

Sn-Ag계 합금은 대표적인 무연 솔더 조성으로 전자제품의 실장 및 접합에 적용되어 왔으며, 태양전지 분야에서도 모듈의 전극과 bus바로 사용되는 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 솔더 접합부의 신뢰성을 보다 향상시키고자 Ag의 함량을 줄이고 다원계 합금 조성의 무연 솔더 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 실험에서는 기존의 연구 결과를 바탕으로 Sn-1.0Ag-0.5Cu-0.4In 4원계 무연솔더 조성에 Bi를 첨가하여 최적의 융점과 용융구간을 가지는 5원계 Sn-Ag-Cu-In-Bi 계 솔더 합금을 설계하였다. 이 설계된 합금은 기존의 유연 솔더인 Sn-Pb와 대표적인 무연 솔더인 Sn-3.5Ag와 각각의 특성을 비교 분석하였다. 젖음성을 평가하기 위하여 wetting balance tester를 이용하여 실험을 행하였고 Differential Scanning Calorimetry(DSC)를 분석하여 젖음 정도와 조성 분석 및 고상점과 액상점 등의 녹음 거동을 확인하였다. 또한 각각의 조성별 전단응력에 따른 파괴 거동을 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.23 no.2
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• pp.18-22
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• 2005

전자패키징을 포함한 마이크로시스템 패키징의 재료 및 어셈블리 기술에 관련한 도전성 접착제 및 접속 기술을 개략적으로 소개하였다. 이와 같은 도전성 접착제 및 접속 기술은 종래 사용되어 왔던 Pb 솔더의 환경, 인체에의 악영향 등으로 인한 무연(Pb-free) 솔더의 개발과 함께 차세대 솔더의 대체 재료 및 접속 기술로서 주목받고 있다. 도전성 접착제는 이미 반도체 집적회로를 기판에 접합하는 등 널리 사용되고 있지만 최근 도전성 접착제에 대한 수요와 시장 규모가 증가하는 추세이며 더 나아가 그 응용 범위가 점차로 확대되어 가고 있다. 특히 국제적 규약에 의한 무연 솔더의 사용이 의무화됨에 따라 전기적 접속성, 열 도전성, 접합성 등 기본 솔더에 버금가는 특성을 확보하기 위한 새로운 재료의 개발 및 공정에 대한 연구가 필요하다. 선진국에서는 이러한 기술의 필요성을 인식하고 많은 연구 인력, 시설 및 정보 공유 등을 통해 활발한 투자와 연구개발이 진행되고 있다. 이에 한국에서도 국제 경쟁력을 향상시키고 차세대 첨단 산업 분야의 신기술 확보를 위해 체계적인 연구 활동을 위한 노력이 절실히 요구된다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2005.11a
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• pp.222-224
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• 2005

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2005.06a
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• pp.40-42
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• 2005

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.2
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• pp.17-27
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• 2011

This paper describes an experimental study and finite element analysis (FEA) carried out for investigating thermal deformation behavior of solders, resulting from temperature change in the solder. With such a goal in mind, a shear specimen that was composed of two metal bars having different coefficient of thermal expansion and solder blocks placed between two bars was designed and fabricated. Two different types of solder blocks, eutectic solder (Sn/36Pb/ 2Ag) and lead-free solder (Sn/3.0Ag/0.5Cu) were tested as well. Fringe patterns for several temperature steps were recorded and analyzed for three temperature cycles using a real-time moir$\acute{e}$ setup. The experimental data was verified with FEA and used to evaluate the suitability for numerous solder constitutive models available in literatures. FEA employing Anand material model suggested by Darveaux et al. and Chang et al. were found to be in an excellent agreement with the experimental results for the eutectic solder and the lead-free solder, respectively. In addition, numerical predictions on bending displacement, shear strain and viscoplastic distortion energy are documented and viscoplastic deformation behavior of two types of solder material are compared.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2003.11a
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• pp.83-85
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• 2003

This paper is investigated the shear strength by using the micro shear-punch test method for Sn-37Pb alloy, binary and ternary alloys of environment-friendly Pb-free solder alloys which would be surely applicable to the electronic packages. As a result, in case of Max. shear strength, Sn-4Ag-0.5Cu has the highest value and Sn-37Pb has the lowest value on every condition of experiment temperature. Also, In case of Pb-free solder joint specimens, it was found that Pb-free solder alloys have higher value of shear strength than eutectic Sn-Pb solder alloy and Sn-4Ag-0.5Cu has the highest value.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.76-76
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• 2009

눈부신 전자산업의 발달로 대부분의 전자제품이 다기능/경박단소화 되고 있어, 고밀도 실장 기술인 양면 표면실장과 고집적 패키징 기술인 패키지 적층 공정의 적용이 점차 확대되고 있다. 따라서 양면 표면실장 및 패키지 적층 공정에 사용되는 저온 접합용 무연 솔더 즉, $183^{\circ}C$(Sn-37Pb 공정 솔더 융점) 이하의 융점을 가지는 저온 무연 솔더에 대한 관심이 높아지고 있다. 한편, 미세피치 적용 분야에 있어 ACF/P를 이용한 COG 접속 분야 외에도 최근 저온 접합용 무연 솔더를 이용한 접속 분야가 각광을 받고 있다. 따라서, 접속피치 미세화에 대응하기 위해 스크린 인쇄성을 향상시킬 수 있는 저온 무연 솔더 paste 제조 및 공정 기술의 개발이 필요한 실정이다. 현재 대표적인 저온 무연 솔더 조성은 Sn-Bi계($138^{\circ}C$ 융점)와 Sn-In계($120^{\circ}C$ 융점)이다. 하지만, 이들 조성의 신뢰성 등에 있어 개선의 여지가 있으므로 이를 해결하기 위한 무연솔더 조성의 개발이 필요하다. 이와 같은 관점에서, 본 연구는 $137^{\circ}C$의 융점을 갖는 Sn-57.6Ag-0.4Ag 저온 무연 솔더 paste를 $217^{\circ}C$의 융점을 갖는 Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더 paste와 비교하여 인쇄성, reflow 특성, void inspection, 미세조직 관찰 및 underfill 적용 등의 실험을 실시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.16 no.5
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• pp.134-139
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• 2007

This paper presents a computer-based analysis on the thermal shock characteristics of Pb-free solder joints and UBM in flip chip assemblies. Among four types of popular UBM systems, TiW/Cu system with 95.5Sn-3.9Ag-0.6Cu solder joints was chosen for simulation. A simple 3D finite element model was first created only including silicon die, mixture between underfill and solder joints, and substrate. The displacements due to CTE mismatch between silicon die and substrate was then obtained through FE analysis. Finally, the obtained displacements were applied as mechanical loads to the whole 2D FE model and the characteristics of flip chip assemblies were analyzed. In addition, based on the hyperbolic sine law, the accumulated creep strain of Pb-free solder joints was calculated to predict the fatigue life of flip chip assemblies under thermal shock environments. The proposed method for fatigue life prediction will be evaluated through the cross check of the test results in the future work.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.15 no.4
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• pp.77-86
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• 2008

The reliability of leaded and lead-free solders of BGA type packages on a printed circuit board was investigated by employing the standard drop test and 4-point bending test. Tested solder joints were examined by optical microscopy to identify associated failure mode. Three-dimensional finite element analysis(FEM) with ANSYS Workbench v.11 was carried out to understand the mechanical behavior of solder joints under the influence of bending or drop impact. The results of numerical analysis are in good agreement with those obtained by experiments. Packages in the center of the PCB experienced higher stress than those in the perimeter of the PCB. The solder joints located in the outermost comer of the package suffered from higher stress than those located in center region. In both drop and bending impact tests, the lead-free solder showed better performances than the leaded solders. The numerical analysis results indicated that stress and strain behavior of solder joint were dependent on various effective parameters.