• 청정기술
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• 제11권3호
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• pp.153-164
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• 2005

This study found a reliable evaluation for four kinds of pb-Free plating solutions and it's layers, through pure Sn, SnAg, SnBi and SnCu. These four kind of solutions are widely used to pb-Free plating. Hull-cell, Harring-blum, coverage, throwing power, current efficiency, stability, life-time, composition, hardness, roughness, abrasion, scratch, solderability, corrosion, contact angle, morphology, SIR(Surface insulation resistance) and Whisker test were experimented. Also, Using ICP, XRF, FE-SEM, EDS, temperature/humidity chamber, solderability tester, hardness tester, roughness tester, abrasion tester, salt spray tester, contact angle tester, SIR tester, and microscope. In this paper could be shown the systematic and various analysis for reliability about four kinds of pb-Free plating solutions, processes and it's deposit surface.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2017

본 연구에서는 Sn-0.7Cu-xZn 무연솔더와 OSP 표면처리 된 솔더접합부의 전단강도를 Zn 함유량에 따라 평가하였다. 다섯 종류의 Sn-0.7Cu-xZn (x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 wt.%) 솔더페이스트를 제작한 뒤, OSP(organic solderability preservative) 표면처리 한 PCB(printed circuit board) 기판의 전극에 리플로우 공정으로 180 um 직경의 솔더볼을 형성하였다. 전단강도는 두 가지 조건의 전단속도(0.01, 0.1 m/s)로 고속전단시험(high speed shear test)을 통해 측정하였고, 고속전단시험 시에 측정된 F-x(Force-distance) curve를 통해 파괴에너지(fracture energy)를 계산하였다, SEM(주사전자현미경, scanning electron microscopy)과 EDS(energy dispersive spectroscopy) 분석을 통하여 단면과 파단면을 관찰하였고, 금속간 화합물(intermetallic compound, IMC) 층을 분석하였다. Zn 함유량이 증가함에 따라 금속간 화합물 층의 두께는 감소하였고, Zn 함유량이 0.5 wt.%일 때 가장 높은 전단 강도(shear strength)를 나타내었다. 전체적으로 높은 전단속도 조건의 전단강도 값이 낮은 전단속도 조건의 전단강도보다 높았다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제2권4호
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• pp.117-121
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• 2010

PURPOSE. The present study was intended to evaluate the effect of soldering techniques with infrared ray and gas torch under different gap distances (0.3 mm and 0.5 mm) on the tensile strength and surface porosity formation in Ni-Cr base metal alloy. MATERIALS AND METHODS. Thirty five dumbbell shaped Ni-Cr alloy specimens were prepared and assigned to 5 groups according to the soldering method and the gap distance. For the soldering methods, gas torch (G group) and infrared ray (IR group) were compared and each group was subdivided by corresponding gap distance (0.3 mm: G3 and IR3, 0.5 mm: G5, IR5). Specimens of the experimental groups were sectioned in the middle with a diamond disk and embedded in solder blocks according to the predetermined distance. As a control group, 7 specimens were prepared without sectioning or soldering. After the soldering procedure, a tensile strength test was performed using universal testing machine at a crosshead speed 1 mm/min. The proportions of porosity on the fractured surface were calculated on the images acquired through the scanning electronic microscope. RESULTS. Every specimen of G3, G5, IR3 and IR5 was fractured on the solder joint area. However, there was no significant difference between the test groups (P > .05). There was a negative correlation between porosity formation and tensile strength in all the specimens in the test groups (P < .05). CONCLUSION. There was no significant difference in ultimate tensile strength of joints and porosity formations between the gas-oxygen torch soldering and infrared ray soldering technique or between the gap distance of 0.3 mm and 0.5 mm.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.25-27
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• 2015

The experimental investigation of resistance and thermal impacts stability of coated conductor joints has been carried out. We measured resistances of solder layers with the thicknesses ca. 10, 20, 30 and $40{\mu}m$ and additionally studied their stability against thermal impacts. The obtained results show a high quality of this joints and their applicability, e.g., for design of current leads in various superconductive energy applications.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권3호
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• pp.71-76
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• 2012

SnBi 저온솔더의 플립칩 공정을 이용한 스마트 의류용 칩 접속공정에 대해 연구하였다. 캐리어 필름에 형성한 Cu 리드프레임을 $130^{\circ}C$에서 직물에 열압착 시킴으로써 Cu 리드프레임이 전사된 직물 기판을 형성하였다. 칩 시편에 SnBi 페이스트를 도포하여 솔더범프를 형성한 후 직물 기판의 Cu 리드프레임에 배열하고 $180^{\circ}C$에서 60초 동안 유지시켜 플립칩 본딩하였다. SnBi 저온솔더를 사용하여 형성된 스마트 의류용 플립칩 접속부의 평균 접속저항은 $9m{\Omega}$이었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.43-55
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• 2000

In traditional electronic packages the die and the substrate are interconnected with fine wire. Wire bonding technology is limited to bond pads around the peripheral of the die. As the demand for I/O increases, there will be limitations with wire bonding technology. Flip chip technology eliminates the need for wire bonding by redistributing the bond pads over the entire surface of the die. Instead of wires, the die is attached to the substrate utilizing a direct solder connection. Although several steps and processes are eliminated when utilizing flip chip technology, there are several new problems that must be overcome. The main issue is the mismatch in the coefficient of thermal expansion (CTE) of the silicon die and the substrate. This mismatch will cause premature solder Joint failure. This issue can be compensated for by the use of an underfill material between the die and the substrate. Underfill helps to extend the working life of the device by providing environmental protection and structural integrity. Flux residues may interfere with the flow of underfill encapsulants causing gross solder voids and premature failure of the solder connection. Furthermore, flux residues may chemically react with the underfill polymer causing a change in its mechanical and thermal properties. As flip chip packages decrease in size, cleaning becomes more challenging. While package size continues to decrease, the total number of 1/0 continue to increase. As the I/O increases, the array density of the package increases and as the array density increases, the pitch decreases. If the pitch is decreasing, the standoff is also decreasing. This paper will present the keys to successful flip chip cleaning processes. Process parameters such as time, temperature, solvency, and impingement energy required for successful cleaning will be addressed. Flip chip packages will be cleaned and subjected to JEDEC level 3 testing, followed by accelerated stress testing. The devices will then be analyzed using acoustic microscopy and the results and conclusions reported.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권2호
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• pp.21-26
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• 2006

NCA의 물성이 미세피치 Chip on glass (COG) 접합부의 신뢰성에 미치는 영향을 연구하였다. Si 위에 Sn을, 유리기판 위에 In을 열증발 방법으로 증착하고 lift-off 방법을 이용하여 $30{\mu}m$ 피치를 가지는 솔더범프를 형성하였으며 열압착 방법으로 $120^{\circ}C$에서 In 범프와 Sn 범프를 접합하였다. 접합할 때 세 종류의 Non conductive adhesive (NCA)를 적용하였다. 신뢰성은 $0^{\circ}C$와 $100^{\circ}C$ 사이로 열충격시험을 2000회까지 실시하여 평가하였다. 4단자 저항측정법을 이용하여 접합부의 저항을 측정하였다. 필러의 양이 증가할수록 열충격시험 후 접합부의 저항이 가장 적게 증가하여 신뢰성이 우수하였다. 필러의 양이 증가할수록 NCA의 열팽창이 작아지기 때문이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권3호
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• pp.27-33
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• 2008

PDA, 핸드폰과 같은 포터블 제품의 사용이 급증함에 따른 전자 제품의 사용 환경의 변화는 제품의 솔더 조인트 신뢰성을 더욱 필요로 하게 되었다. 무전해 니켈/금 도금 표면 처리는 솔더링 특성이 우수하고, 표면처리 두께가 균일하며 패키징 공정에서 사용되는 광학설비에서 인식이 잘되기 때문에 미세피치 SMT 디바이스와 BGA 기판에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 무전해 니켈/금 도금 표면과 솔더 계면에서 발생되는 취성 파괴가 문제점으로 지적되고 있다. 솔더의 취성 파괴는 솔더링시 금속간 화합물과 무전해 니켈층 사이에 형성된 P-rich 영역의 갈바닉 니켈 부식에 의한 black pad 현상에 기인한다. 이론적으로 평탄한 무전해 Ni표면은 무전해 금도금 과정 중 도금액의 균일하게 순환되기 때문에 black pad 발생을 억제하는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 무전해 Ni층의 표면형상을 어떻게 제어 할지에 대한 연구는 충분히 이루어 지지 않고 있다. 본 연구에서는 Cu 하지층의 표면 형상이 무전해 Ni층의 표면 형상에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 이를 위해 Cu 에칭액과 Cu에칭 처리 횟수를 변화시켜 Cu 하지층의 표면 형상을 다양하게 변화시켰다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 본 연구실에서 무연 솔더를 위한 새로운 Cu-Zn 합금 젖음층을 개발하였다. 전해도금을 통하여 Cu-Zn 합금층을 형성한 뒤 그 위에 Sn-4.0wt% Ag-0.5wt% Cu (SAC 405) 솔더를 리플로 솔더링을 통해 솔더접합부를 형성하였으며 계면에서 생성된 금속간 화합물의 형성 및 성장 거동을 연구하였다. SAC/Cu 시스템의 경우, $150^{\circ}C$에서 시효 처리를 실시하는 동안 솔더와 도금된 Cu 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상과 미세한 공공이 형성된 $Cu_3Sn$ 상이 발견되었다. 반면에 SAC/Cu-Zn 시스템에서는 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상만이 형성되었다. 또한 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상이 SAC/Cu 시스템에 비해 현저하게 억제되었다. SAC/Cu-Zn 계면에서의 금속간 화합물의 성장 속도가 SAC/Cu 계면에서 형성된 금속간 화합물의 성장 속도보다 느리게 나타났다. Cu-Zn 젖음층의 Zn가 솔더와 Cu-Zn 층 사이에서 Cu와 Sn 원자의 상호 확산을 방해하기 때문이다. 본 연구에서는 Cu와 Cu-Zn 층을 이용한 솔더 접합부의 낙하 충격 신뢰성을 연구하였다. 낙하 충격 시험 시편은 두 개의 인쇄 회로 기판을 SAC 405 솔더볼을 이용하여 리플로를 통해 상호연결 하여 제조되었다. 이 때, 각각의 인쇄 회로 기판의 패드에는 Cu 층과 Cu-Zn층을 전해도금을 통하여 각각 $10{\mu}m$두께의 젖음층을 형성하였다. 낙하 시험 시편을 제조한 뒤, 시효 처리에 대한 낙하 저항 신뢰성의 특성을 연구하기 위해 250, 500 시간동안 시효처리를 한 후 각 조건에서 계면에 형성된 금속간 화합물의 성장 거동을 관찰하였으며, 낙하 충격 시험을 실시하였다. 낙하 시험은 daisy chain으로 연결된 시편의 저항이 100 Ohm 이상 측정되었을 때 중단되도록 하였다. Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편의 경우 초기 리플로를 하였을 때 불량이 발생하는 평균 낙하 수는 350이며, Cu/SAC/Cu 시편의 평균 낙하수는 200 미만으로 나타났다. Cu/SAC/Cu 시편의 경우, 시효처리 시간이 증가함에 따라 평균 낙하수는 큰 폭으로 감소하였지만, Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편은 불량이 발생하는 평균 낙하수의 감소폭이 보다 완만하게 나타났다. Cu 층에 Zn를 첨가함으로써 솔더와 젖음층 사이에서 형성된 금속간 화합물의 성장 및 미세 공공의 형성이 억제되었고, 솔더 접합부의 과냉을 감소시킴으로써 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상의 형성을 억제함으로써 Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 솔더 접합부에서 Cu/SAC/Cu 솔더 접합부보다 낙하 충격에 대한 저항성 및 신뢰성이 향상되었다. 이는 무연 솔더에 Zn를 첨가하여 낙하 충격 신뢰성을 향상시킨 것과 동일한 효과를 나타냈음을 확인하였다. 본 연구는 한국 과학 기술 재단의 전자패키지 재료 연구 센터(CEPM)와 지식 경제부의 부품 소재 기술 개발 사업의 지원을 받아 수행되었습니다.