Crack propagation mechanisms of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder were studied in strain controlled push-pull creepfatigue conditions using the fast-fast (pp) and the slow-fast (cp) strain waveforms at 313 K. Transgranular cracking was found in the pp strain waveform which led to the cycle-dominant crack propagation and intergranular cracking in the cp strain waveform that led to the time-dominant crack propagation. The time-dominant crack propagation rate was faster than the cycle-dominant crack propagation rate when compared with J-integral range which resulted from the creep damage at the crack tip in the cp strain waveform. Clear recrystallization around the crack was found in the pp and the cp strain waveforms, but the recrystallized grain size in the cp strain waveform was smaller than that in the pp strain waveform. The cycle-dominant crack propagated in the normal direction to the specimen axis macroscopically, but the time-dominant crack propagated in the shear direction which was discussed in relation with shear micro cracks formed at the crack tip.
Reflow soldering process is essential in electronic package. Reflow process for a long time results from the decrease of reliability because IMC is formed excessively. Solder alloys of Sn-37Pb and Sn-Ag with different kinds of Cu contents (0, 0.5 and 1 wt.%) as compared with Ni and Cu plate joints are investigated according to varying reflow time. The interfaces of solder joints are observed to analyze IMC (intermetallic compound) growth rate by scanning electron microscope (SEM). Shear test is also performed by using SP (Share-Punch) tester. The test results are compared with the solder joints of two different plates (Ni and Cu plate). $Cu_6Sn_5$ IMCs are formed on Cu plate interfaces after reflows in all samples. Ni3Sn4 and $(Cu,Ni)_6Sn_5$ IMCs are also formed on Ni plate interfaces. The IMC layer forms are affected by reflow time and contents of solder alloy. These results show that mechanical strength of solder joints strongly depends on thickness and shape of IMC.
The effect of under-bump-metallization (UBM) on electromigration was investigated at temperatures ranging from $135^{\circ}C$ to $165^{\circ}C$. The UBM structures were examined: 5-${\mu}m$-Cu/3-${\mu}m$-Ni and $5{\mu}m$ Cu. Experimental results show that the solder joint with the Cu/Ni UBM has a longer electromigration lifetime than the solder joint with the Cu UBM. Three important parameters were analyzed to explain the difference in failure time, including maximum current density, hot-spot temperature, and electromigration activation energy. The simulation and experimental results illustrate that the addition 3-${\mu}m$-Ni layer is able to reduce the maximum current density and hot-spot temperature in solder, resulting in a longer electromigration lifetime. In addition, the Ni layer changes the electromigration failure mode. With the $5{\mu}m$ Cu UBM, dissolution of Cu layer and formation of $Cu_6Sn_5$ intermetallic compounds are responsible for the electromigration failure in the joint. Yet, the failure mode changes to void formation in the interface of $Ni_3Sn_4$ and the solder for the joint with the Cu/Ni UBM. The measured activation energy is 0.85 eV and 1.06 eV for the joint with the Cu/Ni and the Cu UBM, respectively.
A micro-impression creep machine was designed and developed, adopting a small punch in diameter of 150 um, displacement gage with an accuracy of sub-${\mu}m$ scale, and load-cell with an accuracy of mN scale in order to investigate creep behavior of small solder ball in diameter of less than 1 mm. Creep behavior of lead-free solder ball(Sn-3.0Ag-0.5Cu) in diameter of $760\;{\mu}m$ was investigated in the stress range of $8{\sim}60\;MPa$ and at $303\;K{\sim}393\;K$. The applied load became decreased slightly and continuously in the creep rate of $10^{-4}/s$ range during the current experiments. Also, the machine frame was so sensitive to the environmental temperature that nm scaled displacement recording was unstable according to the change in environmental temperature.
전자 제품의 경박 단소화 및 고집적화가 이루어 지면서 실리콘 집과 인쇄회로기판의 인터커넥션의 고신뢰도가 요구되고 있다. 본 연구는 Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu (SAC405) 솔더와 다양한 무전해 Ni-P 도금 두께에서의 high speed shear 에너지 및 파괴 모드를 연구하였다. 파괴 모드 분석을 위하여 집속이온빔(FIB) 분석이 이용되었다. 질산 기상 처리하지 않은 $1{\mu}m$ Ni-P 시편에서 낮은 shear 에너지가 나왔으며, 이는 솔더레지스트 선단에서 파단의 원인을 제공하는 것이 확인되었다. 질산 기상 처리한 시편에서 무전해 Ni-P 도금 두께가 커질수록 취성 파괴 모드는 감소한다. 또 Ni-P 도금 두께와 표면 거칠기(Ra)는 반비례 관계를 가진다. 이는 Ni-P 도금의 표면 거칠기를 낮추면 SAC405 솔더 조인트의 신뢰도를 향상시킨다는 사실을 나타낸다.
Recent advances in technology using ultra-thin noble metal film in oxide/metal/oxide structures have attracted attention because this material is a promising alternative to meet the needs of transparent conduction electrodes (TCE). AZO/Ag/AZO multilayer films are prepared by magnetron sputtering for Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) of kesterite solar cells. It is shown that the electrical and optical properties of the AZO/Ag/AZO multilayer films can be improved by the very low resistivity and surface plasmon effects due to the deposition of different thicknesses of Ag layer between oxide layers fixed at AZO 30 nm. The AZO/Ag/AZO multilayer films of Ag 15 nm show high mobility of 26.4 ㎠/Vs and low resistivity and sheet resistance of 3.58⁎10-5 Ωcm and 5.0 Ω/sq. Also, the AZO/Ag (15 nm)/AZO multilayer film shows relatively high transmittance of more than 65 % in the visible region. Through this, we fabricated CZTSSe thin film solar cells with 7.51 % efficiency by improving the short-circuit current density and fill factor to 27.7 mV/㎠ and 62 %, respectively.
버섯중의 trehalase를 연구하기 위하여 각 버섯의 활성을 측정한 후 가장 활성이 좋은 양송이의 trehalase를 $(NH_4)_2SO_4$로 분획하여 조(粗) trehalase의 성질을 조사해 본 결과는 다음과 같다. 1. 조(粗) trehalase는 pH $5.0{\sim}7.0$, $50^{\circ}C$에서 최적 작용조건을 나타내었다. 2. 조(粗) trehalase는 pH $5.0{\sim}7.0$, $50^{\circ}C$이하에서 안정하였다. 3. 조(粗) trehalase의 활성은 490.2mg%이하의 효소농도 및 $2.6{\times}10^{-3}$이하의 기질 농도 범위 내에서 비례적으로 증가하였다. 4. 기질(trehalose) 농도에 대한 Km 값은 0.76 mM이였다. 5. 금속이온에 대한 조(粗) trehalase 활성은 $Sn^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Hg^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Al^{3+}$, $Fe^{3+}$에 의하여 현저한 저해효과를 나타낸 반면에 $Ag^{+}$, $Ba^{2+}$, $Mg^{2+}$에 의해서는 활성이 증가하였다.
본 연구는 폐컴퓨터 인쇄회로기판으로부터 Au와 Ag 및 유가금속을 회수하기 위해 수행하였다. 시료는 슈레더를 사용하여 1 mm이하 입자로 분쇄한 후 정전선별하여 약 70%의 부도체를 분리제거하고, 회수된 30%의 도체는 자력선별에 사용하였다. 자력선별에 의해 42%의 자성체는 제거되고 58%의 비자성체를 유가물 침출 원료로 사용하였으며, 비자성체의 Au및 Ag의 함량은 각각 0.227mg/g, 0.697 mg/g 이였다. 회수된 물질로부터 Cu, Fe, Zn, Ni, Al를 침출분리하기 위해 황산과 과산화수소수를 혼합한 침출용매를 사용하였다. 2.0M 황산, 0.2M과산화수소수, 반응온도 $85^{\circ}C$에서 95%이상의 Cu, 로n, Fe, Ni, Al를 침출 할 수 있었으며, Au와 Ag는 침출되지 않았다. 반면에 황산침출 후 잔사로부터 Au, Ag의 선택적인 침출을 위해 혼합용매(0.2M(NH$_4$)$_2$S$_2$O$_3$, 0.02M $CusO_4$,0.4M NH$_4$OH)를 사용하였을 때 Ag는 100%, Au는 95%이상 침출하였다 또한 최종 잔사로부터 Pb침출은 NaCl용액을, Sn침출은 황산용액을 사용하였으며 침출율은 각각 95%, 98%를 나타냈다.
Ball grid array (BGA) substrate 상의 0.5 $\mu\textrm{m}$Au/5 $\mu\textrm{m}$Ni/Cu 층으로 구성된 접촉 패드(pad)와 In-15(wt.%)Pb-5Ag 솔더 볼 사이에서 리플로우 및 고상 시효동안 일어나는 금속학적 반응 특성이 조사되었다. 1-5 분의 리플로우 시간에 따라 솔더/패드 계면에서 $AuIn_2$ 또는 Ni-In 금속간 화합물층이 형성됨이 관찰되었다. 리플로우 동안 용융 In-l5Pb-5Ag 솔더 내로의 Au 층의 용해 속도는 $2\times 10^{-3}$$\mu\textrm{m}$/sec 정도로 측정되어 공정 Sn-37Pb와 비교하여 매우 느린 것으로 관찰되었다. $130^{\circ}C$에서 500시간의 고상 시효 후에는 초기 리플로우 시간에 관계없이 $Ni_{28}In_{72}$ 금속간 화합물층이 약 3 $\mu\textrm{m}$까지 성장하였다. 이를 통하여 솔더 합금에서의 In 원자들은 아래의 Ni 층과 반응하기 위하여 리플로우 동안 형성된 $AuIn_2$상을 통하여 확산하는 것으로 관찰되었다. 미세구조 관찰과 전단 시험을 통하여 In-l5Pb-5Ag합금의 경우는 Sn-37Pb 조성과는 달리 Au/Ni surface finish 상에 사용시에도 솔더 접합부에서의 Au-embrittlement를 야기 시키지 않는 것으로 분석되었다.
청주시 신봉동유적 목곽분 20호에서 해동통보 1점을 입수하였다. 이 해동통보는 서기 1,102년에 주조된 것이다. 해동통보의 성분분석을 위하여 미소부 탐침 형광보선분석 및 ICP분석을 통하여 Cu, Pb, Sn, Zn, Fe, Mn, Sb, Co, As, Ag, Ni등 11종 원소의 성분함량을 결정하였다. 또한 해동통보를 주조하기 위하여 가져다 쓴 원료의 입수처를 추정하기 위하여 납동위원소비를 분석하였다. 해동통보의 성분 배합비는 $Cu\;75.5\%,\;Pb\;13.3\%,\;Sn\;6.0\%$이었다. 이러한 배합비는 조선시대의 조선통보 및 상평통보와는 아주 다른 것이다. 납동위원소비는 한국 남부의 방연석 범위에 포함되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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