• 한국재료학회지
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• 제15권8호
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• pp.536-542
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• 2005

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. The one of the most important in electronics manufacturing process is soldering. Soldering process use the chemical substances which are applied in fluxing and cleaning processes and it can generate the malfunction of electronics caused by corrosion in the fields conditions. Therefore this study researched on the polarization and Tafel properties of Sn40Pb and Sn3.0Ag0.5Cu(SAC) solder based on the electrochemical theory. We prepared SnPb specimens which was aged in $150^{\circ}C,\;180^{\circ}C$ for 15 minutes ana Sn3.0Ag0.5Cu specimens that was aged in $180^{\circ}C,\;220^{\circ}C$ for 10 minutes. Experimental polarization curves were measured in distilled ionized water and $3.5 wt\%$, 1 mole NaCl electrolyte of $40^{\circ}C$, pH 7.5. Ag/AgCl and graphite were utilized by reference and counter electrode, respectively. To observe the electrochemical reaction, polarization test was conducted from -250 mV to +250 mV. From the polarization curves that were composed of anodic and cathodic curves, we obtained Tafel slop, reversible electrode potential(Ecorr) and exchange current density(Icorr). In these results, corrosion rate for two specimen were compared Sn3.0Ag0.5Cu with SnPb solders

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.21-23
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• 2006

The microstructural investigation and thermo-mechanical reliability evaluation of the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumped flip chip package were carried out during the thermal shock test of the package. In the initial reaction, the reaction product between the solder and Cu mini bump of chip side was Cu6Sn5 layer, while the two phases which were (Cu,Ni)6Sn5 and (Ni,Cu)3Sn4 were formed between the solder and Ni-P layer of the package side. The cracks were occurred at the corner solder joints after the thermal shocks of 400 cycles. The primary failure mechanism of the solder joints in this type of package was confirmed to be thermally activated solder fatigue failure.

• 한국주조공학회지
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• 제17권3호
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• pp.245-251
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• 1997

Solderability, interfacial reaction and mechanical properties of joint between Sn-Bi-Ag base solder and Cu-substrate were studied. Solders were subjected to aging treatments to see the change of mechanical properties for up to 30 days at $100^{\circ}C$, and then also examined the changes of microstructure and morphology of interfacial compound. Sn-Bi-Ag base solder showed about double tensile strength comparing to Pb-Sn eutectic solder. Addition of 0.7wt%Al in the Sn-Bi-Ag alloy increase spread area on Cu substrate under R-flux and helps to reduce the growth of intermetallic compound during heat-treatment. According to the aging experiments of Cu/solder joint, interfacial intermetallic compound layer was exhibited a parabolic growth to aging time. The result of EDS, it is supposed that the soldered interfacial zone was composed of $Cu_6Sn_5$.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권5호
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• pp.559-563
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• 2011

Drop impact reliability assessment of solder joints on the flip chip is one of the critical issues for micro system packaging. Our previous researches have been showing that new solder ball compositions of Sn-3.0Ag-0.5Cu has better mechanical reliability than Sn-1.0Ag-0.5Cu. In this paper, dynamic reliability analysis using Finite Element Analysis (FEA) is carried out to assess the factors affecting flip chip in drop simulation. The design parameters are size and thickness of chip, and size, pitch and array of solder ball with composition of Sn1.0Ag0.5Cu. The board systems by JEDEC standard including 15 chips, solder balls and PCB are modeled with various design parameter combinations, and through these simulations, maximum yield stress and strain at each chip are shown at the solder balls. It is found that larger chip size, smaller chip array, smaller ball diameter, larger pitch, and larger chip thickness have bad effect on maximum yield stress and strain at solder ball of each chip.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.81-88
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• 2010

Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더범프의 금속간화합물 성장거동에 미치는 PCB 표면처리의 영향을 알아보기 위해서 PCB 패드 표면에 각각 OSP, immersion Sn, 그리고 ENIG를 처리하였고, 열처리는 $150^{\circ}C$ 조건에서 실험을 실시하였다. 또한, 전류인가시 Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더범프의 접합부 계면반응에 미치는 표면처리의 영향을 알아보기 위해서 $150^{\circ}C$, $4{\times}10^3\;A/cm^2$ 조건에서 electromigration특성을 비교 평가하였다. 열처리시 OSP와 immersion Sn의 금속간화합물 성장거동은 서로 비슷한 경향을 보인 반면, ENIG는 다른 표면처리에 비해 훨씬 느린 성장거동을 보였다. electromigration특성 평가결과 열처리에 비해 금속간화합물의 성장이 가속화되나 표면처리별 경향은 유사하였고, 전자 이동 방향에 따른 음극-양극에서 금속간화합물 형성의 차이를 보이는 극성효과(polarity effect)가 나타나는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권6호
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• pp.1-5
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• 2012

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.83-89
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• 2014

Solder paste plays a crucial role as the widely used joining material in surface mount technology (SMT). The understanding of its behaviour and properties is essential to ensure the proper functioning of the electronic assemblies. The composition of the solder paste is known to be directly related to its rheological behaviour. This paper provides a brief overview of the solder paste behaviour of four different solder paste formulations, stencil printing processes, and techniques to characterize solder paste behaviour adequately. The solder pastes are based on the Sn-3.0Ag-0.5Cu alloy, are different in their particle size, metal content and flux system. The solder pastes are characterized in terms of solder particle size and shape as well as the rheological characterizations such as oscillatory sweep tests, viscosity, and creep recovery behaviour of pastes.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.226-226
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• 2008

지난 10여년 동안 Sn-3.0Ag-0.5(wt%)Cu 합금은 대표 무연솔더 조성으로 다양한 전자제품의 실장 및 접합에 적용되어 왔으며, 그 신뢰성 역시 충분히 검증된 바 있다. 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 솔더 접합부의 내 충격 신뢰성을 보다 향상시키고자 하는 업계의 동향은 Ag의 함량이 낮은 무연솔더 조성의 적용 확대를 유도하고 있다. 이에 따라 본 연구자들은 저 Ag 함유 무연슬더로 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성을 제안한 바 있는데, 이는 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성 이상의 solderability를 가지면서도 그 금속원료 가격이 약 20% 가량 저렴한 특징을 가진다. 또한 열 싸이클링 (cycling) 테스트를 통한 슬더 조인트의 신뢰성을 평가한 결과, Sn-3.0Ag-0.5Cu에 크게 뒤떨어지지 않는 양호한 특성이 관찰되었다. 따라서 본 연구에서는 열 싸이클링 테스트와 더불어 최근 그 중요성이 지속적으로 커지고 있는 내 충격 신뢰성 평가 시험을 실시하여 개발된 4원계 무연솔더 조성의 기계적 특성을 기존 무연솔더 조성과 비교, 분석해 보았다. 각 솔더 조성은 솔더 볼 형태로 제조되어 CSP(Chip Scale Package) 상에 범핑 (bumping)되었으며, CSP를 PCB(Printed Circuit Board) 상에 실장하는 공정에서도 Sn-3.0Ag-0.5Cu 및 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In의 두 종류의 솔더 페이스트가 사용되었다. 본 연구에서의 내 충격 신뢰성 시험에는 자체 제작한 rod drop 시험기를 사용하였는데, 고정된 CSP 실장 board의 후면 부위를 일정한 높이에서 추를 반복적으로 자유 낙하시켜 급격한 충격을 주는 방식으로 실험을 실시하였다. 이 때 추의 무게는 30g, 낙하 높이는 10cm 였으며, 추의 낙하 시 측정된 board 의 휨 변위량은 약 0.7mm로 측정되었다. 사용된 CSP와 PCB 는 모두 daisy chain 방식으로 연결되어 있기 때문에 저항측정기를 사용한 간단한 실시간 저항 측정 방법으로 시험 이력에 따른 파단부의 발생 시점과 대략의 위치를 손쉽게 확인할 수 있었다. 솔더 조인트의 파단 기준 저항값으로 $1000\Omega$을 설정하였으며. 각 조건 당 5 개 이상의 샘플에 대해 평가를 실시한 후 그 평균값을 조사하였다. 시험 결과 제안된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성은 대표적인 저 Ag 함유 조성인 Sn-1.0Ag-0.5Cu에 비해서는 떨어지는 내 충격 신뢰성을 나타내었지만, 우수한 연성에 기인하여 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성에 비해서는 약 2 배 이상 우수한 신뢰성이 관찰되었다. 또한 CSP의 실장 시 Sn-3.0Ag-0.5Cu보다 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 조성 솔더 페이스트를 적용한 경우에서 보다 우수한 내 충격 신뢰성을 나타내어 기본적으로 개발된 Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In 솔더 페이스트가 Sn-3.0Ag-0.5Cu 조성의 기존 솔더 페이스트 보다 내 충격 신뢰성이 우수함을 검증할 수 있었다. 각 조성의 솔더 조인트를 $150^{\circ}C$ 에서 500시간 aging한 후 실시한 내 충격 신뢰성 평가에서는 모든 조성에서 그 신뢰성이 급감하는 경항을 나타내었으나, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In가 Sn-l.0Ag-0.5Cu보다도 그 상대적인 신뢰성이 우수한 것으로 관찰되었다. 이와 같이 aging 후 실시하는 충격시험은 가장 실제적인 상황과 유사한 조건이므로 상기의 실험 결과는 매우 고무적이었으며, 이에 대한 보다 면밀한 분석이 요청되었다. 마지막으로 파면 및 미세조직 관찰을 통하여 각 조성에서의 충격 파단 특성을 비교, 분석해 보았다.

• 한국표면공학회지
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• 제35권1호
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• pp.47-52
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• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.207-208
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• 2009