• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제12권4호통권37호
• /
• pp.307-313
• /
• 2005

선형구조의 시편을 사용하여 Sn96.5Ag3.0Cu0.5의 electromigration 특성을 살펴보고 공정 조성의 SnPb의 electromigration특성과 비교, 분석하였다. SnAgCu의 electromigration에 관한 특성 중 시간에 따른 물질의 이동 양상과 여러 가지 electromigration 매개변수 (활성화 에너지, 임계 전류밀도, 확산계수와 유효전하수의 곱)을 살펴보았다. 임계 전류 밀도는 $140^{\circ}C$에서 $2.38{\times}10^4A/cm^2$ 이고 이 값은 $140^{\circ}C$에서 electromigration에 의한 물질 이동이 발생하지 않는 최대 전류 밀도를 나타낸다. 활성화 에너지는 $110-160^{\circ}C$ 온도 범위에서 0.56 eV가 측정되었다. DZ$\ast$의 값은 $110^{\circ}C$에서 $3.12{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $125^{\circ}C$에서 $4.66{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $140^{\circ}C$에서 $8.76{\times}10^{-10}\;cm^2/s$, $160^{\circ}C$에서 $2.14{\times}10^{-9}cm^2/s$ 이었다. 그리고 SnAgCu와 공정 조성의 SnPb 물질의 electromigration 거동 특징은 크게 다른데, SnPb의 경우 음극에서 보이드(void) 형성이 발생하기 전에 잠복 시간이 존재하고 SnAgCu의 경우 잠복 시간이 존재하지 않는다는 점이다. 이는 각 원소들의 확산 기구(diffusion mechanism)의 차이에 기인한 것이라 생각된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.121-128
• /
• 2005

전자 기기의 솔더 접합부는 고온에서 작동하고 온도 변화와 부품의 열팽창계수 차에 의해 소성변형을 겪게 된다. 그리고 변형된 솔더는 다시 고온에서 회복과 재결정의 과정을 겪는다. 이와 같은 일련의 열적 기계적 과정은 솔더의 미세구조와 기계적 특성을 변화시킨다. 본 연구에서는 전자 장치가 실제 작동할 때 솔더의 기계적 특성 변화를 예측하기 위해 여러 종류의 무연 솔더와 복합 솔더 (composite solder)의 미소경도 (micohardness)를 다양한 열적 기계적 환경에서 측정하였다. 측정된 무연 솔더에는 Sn, Sn-0.7Cu, Sn-3.5Ag-0.7Cu, Sn-2.8Ag-7.0Cu (복합 솔더), Sn-2.7Ag-4.9Cu-2.9Ni (복합 솔더)가 포함되어 있다. 솔더 시편은 $0.4{\~}7^{\circ}C$/sec의 냉각속도로 주조되었고 $30{\~}50\%$의 압축변형을 가한 후 $150^{\circ}C$에서 48시간 열처리하였다. 미소경도는 $25{\~}130^{\circ}C$에서 측정하였다. 각 시편의 미세구조 역시 관찰하여 미세구조와 비교하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.64-72
• /
• 2023

본 연구에서는 Cu 기판 위에 그래핀(graphene)을 전사하고 Cu 기판 위에 Sn-3.0Ag-0.5Cu 무연(Pb-free) 솔더페이스트를 도포한 후에, 리플로우 솔더링 공정 및 다양한 온도(125, 150, 175 ℃)에서 등온 시효 1000 h 동안 Cu 기판과 솔더 계면에서 발생하는 금속간화합물(intermetallic compound, IMC)의 형성과 성장 거동에 전사된 graphene의 미치는 영향에 대하여 보고하였다. Graphene이 계면에 존재하는 경우 graphene이 존재하지 않은 경우와 비교할 때, 솔더링 공정 및 시효 동안 형성되어 성장하는 Cu₆Sn₅과 Cu₃Sn IMC의 두께가 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 계면에 존재하는 전사된 graphene 층(layer)은 시효 온도와 시간에 따라 IMC들의 성장 거동과 관계된 Cu₆Sn₅과 Cu₃Sn IMC의 성장 속도 상수와 성장 속도 상수 제곱 값들도 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.47-52
• /
• 2002

Intermetallic compound on the soldered interface plays important role on the bondability and mechanical properties of soldered joint. The formation of intermetallic compounds are influenced by many factors such as temperature, holding time, base metals and so on. On this study the effect of number of reflow times on the intermetallic growth was investigated. For the experimental materials, Sn-3.5Ag-0.7Cu solder ball of 0.3mm diameter and RMA-type flux were used. Thickness of intermetallic compound of solder ball by 2nd reflow showed nearly 60% higher than that of 1st reflow, and shear strength showed 10% higher value. Thickness and shear strength according to the position of interface such as upper side or lower side between two substrates were also investigated.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제26권5호
• /
• pp.43-48
• /
• 2008

Characteristics of Sn-1.7%Bi-0.7%Cu-0.6%In (hereafter, SBIC) lead-free solder was investigated in this study. The results from SBIC were compared to other lead-free solders such as Sn-3.5%Ag-0.7%Cu (hereafter, SAC), Sn-0.7%Cu (hereafter, SC), and lead-bearing Sn-37%Pb (hereafter, SP) alloy. Tensile properties of bulk solder, wettability, spreading index, bridge and dross were evaluated. As experimental results, tensile strength and elongation of SBIC was 62.5MPa and 21.5%, respectively. The tensile strength was comparable to that of SP solder. The wetting time of SBIC was 1.2 sec at $250^{\circ}C$, and its wetting properties including wetting force were as good as the SAC alloy. However, wettability of the SC was not so good as the SBIC and SAC. The spreading index of SBIC at $250^{\circ}C$ was 71 %, and it was similar level to those of SAC and SC solders. Bridging was not found for all solders of SBIC, SAC and SC in the range from 240 to $260^{\circ}C$. In dross test at $250^{\circ}C$ for an hour, the amount of dross produced from SBIC was about 57% compared to that from SAC.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제35권3호
• /
• pp.7-14
• /
• 2017

The effect of high temperature-moisture on corrosion and mechanical properties for Sn-0.7Cu, Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) solders on flexible substrate was studied using Highly Accelerated Temperature/Humidity Stress Test (HAST) followed by three-point bending test. Both Sn-0.7Cu and SAC305 solders produced the internal $SnO_2$ oxides. Corrosion occurred between the solder and water film near flexible circuit board/copper component. For the SAC305 solder with Ag content, furthermore, octahedral corrosion products were formed near Ag3Sn. For the SAC305 and Sn-0.7Cu solders, the amount of internal oxide increased with the HAST time and the amount of internal oxides was mostly constant regardless of Ag content. The size of the internal oxide was larger for the Sn-0.7Cu solder. Despite of different size of the internal oxide, the fracture time during three-point bending test was not significantly changed. It was because the bending crack was always initiated from the three-point corner of the chip. However, the crack propagation depended on the oxides between the flexible circuit board and the Cu chip. The fracture time of the three-point bending test was dependent more on the crack initiation than on the crack propagation.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• 제16권3호
• /
• pp.112-116
• /
• 2015

This work studied the thickness and contact angle of solder joints between SAC 305 lead-free solder alloy and a Copper (Cu) substrate. Intermetallic compound (IMC) thickness and contact angle of 3Sn-Ag-0.5Cu (SAC 305) leadfree solder were measured using varying aging times, at a fixed temperature at 30℃. The thickness of IMC and contact angle depend on the aging time. IMC thickness increases as the aging increases. The contact angle gradually decreased from 39.49° to 27.59° as aging time increased from zero to 24 hours for big solder sample. Meanwhile, for small solder sample, the contact angle increased from 32.00° to 40.53° from zero to 24 hours. The IMC thickness sharply increased from 0.007 mm to 0.011 mm from zero to 24 hours aging time for big solder. In spite of that, for small solder the IMC thickness gradually increased from 0.009 mm to 0.017 mm. XRD analysis was used to confirm the intermetallic formation inside the sample. Cu₆Sn₅, Cu₃Sn, Ni₃Sn and Ni₃Sn₂ IMC layers were formed between the solder and the copper substrate. As the aging time increased, the strength of the solder joint mproved due to reduced contact angle.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.35-39
• /
• 2011

고속전단시힘의 표준화를 위한 기초 연구의 일부로 Sn-3.0wt%Ag-0.5wt%Cu 솔더 볼의 고속전단특성에 대한 연구를 수행 하였다. 고속전단 시험편 제작을 위해 직경 450 ${\mu}m$의 솔더 볼을 FR4 PCB (Printed Circuit Board) 위에 장착한 후 $245^{\circ}C$ 온도에서 리플로 솔더링을 행하였다. PCB 상의 금속 패드로는 ENIG (Electroless Nickel/mmersion Gold, i.e Cu/Ni/Au)와 OSP (Organic Solderability Preservative, Cu 패드)를 사용하였다. 고속전단 속도는 0.5~3.0 m/s 범위, 전단 팁의 높이는 10~135 ${\mu}m$ 범위에서 변화시켰다. 실험결과로서, OSP 패드의 경우 전단 팁 높이 증가에 따라 연성 파괴가 증가하였으며, 전단속도 증가에 따라 연성파괴는 감소되었다. ENIG 패드의 경우에도 전단 팁 높이 증가에 따라 연성 파괴가 증가하였다. 전단 팁 높이 10 ${\mu}m$(볼 직경의 2%)는 패드 박리 파괴가 대부분이어서 전단파면 관찰에는 부적절한 높이였다. 고속전단에너지는 OSP 및 ENIG 패드 모두 전단 팁 높이 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.152-159
• /
• 2007

When the electronics are tested with thermal shock for Pb-free solder joint reliability, there are temperature conditions with use environment but number of cycles for test don't clearly exist. To obtain the long term reliability data, electronic companies have spent the cost and times. Therefore this studies show the test method and number of thermal shock cycles for evaluating the solder joint reliability of electronic components and also research bonding strength variation with formation and growth of intermetallic compounds (IMC). SMD (surface mount device) 3216 chip resistor and 44 pin QFP (quad flat package) was utilized for experiments and each components were soldered with Sn-40Pb and Sn-3.0 Ag-0.5 Cu solder on the FR-4 PCB(printed circuit board) using by reflow soldering process. To reliability evaluation, thermal shock test was conducted between $-40^{\circ}C\;and\;+125^{\circ}C$ for 2,000 cycles, 10 minute dwell time, respectively. Also we analyzed the IMCs of solder joint using by SEM and EDX. To compare with bonding strength, resistor and QFP were tested shear strength and $45^{\circ}$ lead pull strength, respectively. From these results, optimized number of cycles was proposed with variation of bonding strength under thermal shock.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.29-32
• /
• 2013

본 연구에서는 LED 리드프레임 상에 Sn-3.5wt%Ag를 무전해도금하여 표면 거칠기와 반사율을 측정하였다. Sn-3.5wt%Ag를 도금하기에 앞서 Sn-3.5wt%Ag 도금층의 반사율을 향상시키기 위하여 Cu 전해도금을 실시하였다. 도금 후 도금액의 교반속도와 온도가 도금층의 표면 거칠기와 반사율에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여 각각의 도금인자에 대해서 표면 거칠기와 반사율을 측정하고자 하였다. 교반속도가 100~300 rpm으로 증가함에 따라 표면 거칠기는 0.513 ${\mu}m$에서 0.266 ${\mu}m$으로 감소하였으며, 반사율은 1.67 GAM에서 1.86 GAM으로 증가하였다. 또한 온도가 $25{\sim}45^{\circ}C$로 증가함에 따라 표면 거칠기는 0.507 ${\mu}m$에서 0.350 ${\mu}m$으로 감소하였으며, 반사율은 1.68 GAM에서 1.84 GAM으로 증가하였다.