• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제38권1호
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• pp.45-55
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• 2018

Environmentally benign lead-free solder coated ribbon (e. g. SnCu, SnZn, SnBi${\cdots}$) has been intensively studied to interconnect cells without lead mixed ribbon (e. g. SnPb) in the crystalline silicon(c-Si) photovoltaic modules. However, high melting point (> $200^{\circ}C$) of non-lead based solder provokes increased thermo-mechanical stress during its soldering process, which causes early degradation of PV module with it. Hence, we proposed low-temperature conductive paste (CP) based tabbing method for lead-free ribbon. Modules, interconnected by the lead-free solder (SnCu) employing CP approach, exhibits similar output without increased resistivity losses at initial condition, in comparison with traditional high temperature soldering method. Moreover, 400 cycles (2,000 hour) of thermal cycle test reveals that the module integrated by CP approach withstands thermo-mechanical stress. Furthermore, this approach guarantees strong mechanical adhesion (peel strength of ~ 2 N) between cell and lead-free ribbons. Therefore, the CP based tabbing process for lead free ribbons enables to interconnect cells in c-Si PV module, without deteriorating its performance.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권4호
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• pp.97-103
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• 2014

다양한 무연솔더합금 가운데 Sn-58Bi solder는 저융점이며 상대적으로 높은 인장강도를 갖고 있지만 취성적이라는 단점을 갖고 있다. 이러한 Sn-58Bi 솔더의 기계적 강도를 보완하기 위해 epoxy를 함유한 Sn-58Bi 솔더가 연구되어져왔다. 본 연구는 Sn-58Bi 솔더와 Sn-58Bi 에폭시 복합솔더를 이용하여 PCB 기판에 접합한 후, 시효처리에 따른 솔더/기판 계면 미세구조와 기계적 특성변화를 연구하였다. OSP 표면처리된 PCB 기판에 솔더볼을 형성 한 후 85, 95, 105, $115^{\circ}C$에서 100~1000 시간동안 시효처리하였으며, 기계적 특성평가로 저속전단시험을 진행하였다. 시효 처리 시간 및 온도의 증가에 따라 Cu6Sn5 금속간화합물층은 성장하였으며 Sn-58Bi 솔더 금속간화합물층이 Sn-58Bi 에폭시 복합솔더보다 두꺼웠다. 전단시험 결과, Sn-58Bi 에폭시 복합솔더가 Sn-58Bi 솔더보다 약 2배 높은 전단강도 값을 나타냈으며 시효시간이 증가할수록 전단강도 값은 감소하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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.

• 한국재료학회지
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• 제1권4호
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• pp.206-213
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• 1991

PbO 77-80wt%, ZnO 4.5-6wt%, $B_2O_3$ 7.5-8.5wt%, $TiO_2$ 3-7wt%, $P_2O_5$ 0.5-2wt%의 조성을 갖는 IC Package봉착용 저융점($400-460^{\circ}C$) 결정화유리 frit를 제조하였다. DTA-TMA, X-선 회절분석, SEM 등을 이용하여 봉착용 유리의 결정화 특성을 연구하였다. $TiO_2$ 함량이 3wt% 함유시료는 $420-440^{\circ}C$에서 $2PbO{\cdot}ZnO{\cdot}B_2O_3$의 결정이 균일성장하였다. $TiO_2$ 함량이 4wt% 첨가된 시료는 $420-440^{\circ}C$에서 $2PbO{\cdot}ZnO{\cdot}B_2O_3와\;PbTiO_3$ 결정이 섞여서 혼합결정을 이루고 있었다. 또한 $TiO_2$ 5wt% 첨가된 시료는 $440-460^{\circ}C$에서 perovskite $PbTiO_3$ 결정만 석출되었다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.10-15
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• 2016

In this paper, novel ball grid array (BGA) interconnection process using solderable anisotropic conductive adhesives (SACAs) with low-melting-point alloy (LMPA) fillers have been developed to enhance the processability in the conventional capillary underfill technique and to overcome the limitations in the no-flow underfill technique. To confirm the feasibility of the proposed technique, BGA interconnection test was performed using two types of SACA with different LMPA concentration (0 and 4 vol%). After the interconnection process, the interconnection characteristics such as morphology of conduction path and electrical properties of BGA assemblies were inspected and compared. The results indicated that BGA assemblies using SACA without LMPA fillers showed weak conduction path formation such as solder bump loss or short circuit formation because of the expansion of air bubbles within the interconnection area due to the relatively high reflow peak temperature. Meanwhile, assemblies using SACA with 4 vol% LMPAs showed stable metallurgical interconnection formation and electrical resistance due to the favorable selective wetting behavior of molten LMPAs for the solder bump and Cu metallization.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.123-128
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• 2018

플럭스의 활성제 종류에 따른 솔더페이스트의 인쇄성 및 젖음성을 평가하였다. 활성제는 디카르복실산 계열로 탄소기의 개수가 0인 옥살산, 1인 말론산, 2인 숙신산, 3인 글루타르산, 4인 아디프산, 5인 피메릭산이 사용되었다. SMT scope로 $250^{\circ}C$에서 용융솔더를 실시간 관찰했을 때, 글루타르산을 사용한 솔더가 가장 매끈한 표면을 갖고, 젖음성도 우수함을 알 수 있었다. 슬럼프율은 탄소기 개수가 1, 2, 3인 말론산, 숙신산, 글루타르산을 활성제로 사용했을 때 작았고, 퍼짐성은 활성제의 탄소기 개수가 2 이상인 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피메릭산을 사용했을 때 우수하였다. 웨팅밸런스로 젖음성을 분석한 결과 탄소기 개수가 3이상일 때, 제로크로스타임이 1초 이하로 우수함을 알 수 있었다. 탄소기 개수가 0, 1인 옥살산, 말론산을 플럭스 활성제로 사용하였을 때, 제로크로스 타임이 길고 최대 젖음력이 낮았다. DSC와 TGA를 통해 옥살산과 말론산을 활성제로 사용한 플럭스는 솔더링 시 분해가 발생되고, 이로 인해 활성도가 떨어져서 디웨팅 등이 발생하였다. 글루타르산은 재산화가 적고, 높은 젖음성과 낮은 슬럼프 특성을 보여 주었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.73-73
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• 2009

In this sutdy, a new class ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) with low-melting-point alloy(LMPA) and self-organized interconnection method were developed. This developed self-organized interconnection method are achieved by the flow, melting, coalescence and wetting characteristics of the LMPA fillers in ACA. In order to observe self-interconnection characteristic, the QFP($14{\times}14{\times}2.7mm$ size and 1mm lead pitch) was used. Thermal characteristic of the ACA and temperature-dependant viscosity characteristics of the polymer were observed by differential scanning calorimetry(DSC) and torsional parallel rheometer, respectively. A electrical and mechanical characteristics of QFP bonding were measured using multimeter and pull tester, respectively. Wetting and coalescence characteristics of LMPA filler particles and morphology of conduction path were observed by microfocus X-ray inspection systems and cross-sectional optical microscope. As a result, the developed self-organized interconnection method has a good electrical characteristic($2.41m{\Omega}$) and bonding strength(17.19N) by metallurgical interconnection of molten solder particles in ACA.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권3호
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• pp.25-30
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• 2015

직경 20 nm 미만의 금속 나노입자들이 나타내는 저온 용융특성을 이용한 새로운 패드 피니쉬 공정을 적용하여 Cu 표면을 SAC305로 코팅한 후 wettability의 변화를 평가하였다. SAC305 잉크를 사용한 $160^{\circ}C$의 저온 코팅공정 시 형성되는 SAC305 코팅층의 두께는 수 나노미터 수준으로 극히 얇았으며, 이 코팅층 밑으로 10~100 nm 두께 수준의 $Cu_6Sn_5$ 및 50~150 nm 두께 수준의 $Cu_3Sn$ 금속간화합물층 반응층이 생성되었음을 확인할 수 있었다. 즉, 생성된 금속간 화합물층의 두께는 압연동 시편에 비해 전해도금동 시편에서 훨씬 두꺼웠는데, 이는 전해도금동 시편에서 관찰되는 향상된 표면 거칠기 특성에 의해 단위면적 기준으로 보다 많은 수의 SAC305 나노입자들이 접촉된 상태에서 용융되어 반응하기 때문으로 분석되었다. 이후 SAC305 솔더볼을 사용한 젖음각 측정 실험에서 저온 SAC 코팅이 이루어진 Cu 표면은 SAC 코팅이 없는 Cu 표면에 비해 눈에 띄게 낮은 젖음각을 나타내어 당 코팅법으로 Cu 표면에 단지 수 나노미터 두께의 SAC305 층을 형성시킨 경우에서도 솔더의 wettability 개선을 유도할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권4호
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• pp.51-57
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• 2008

저 Ag 함유 Sn-Ag-Cu계 무연솔더 조성, 즉, Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 젖음 특성과 반응 특성을 Sn-1.0Ag-0.5Cu 및 Sn-3.0Ag-0.5Cu 합금 조성의 결과와 비교, 분석하였다. 또한 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 용융 특성을 시차주사열량계(differential scanning calorimeter, DSC)로 측정하고, 인장시험을 통한 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 아울러 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 젖음 특성을 향상시키기 위해 halide의 함유량이 많은 플럭스(flux)를 적용하거나 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성에 0.2wt.%의 In을 첨가하여 그 젖음 특성의 개선 정도를 분석해 보았다. 그 결과 halide 함유량이 높은 플럭스를 사용한 경우보다 미량의 In을 첨가한 경우가 $230{\sim}240^{\circ}C$의 저온 영역에서 wettability의 향상에 보다 효과적임을 관찰할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권4호
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• pp.23-28
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• 2009

Si 기판의 캐비티 형성이 불필요한 웨이퍼-레벨 MEMS capping 공정을 연구하였다. 4인치 Si 웨이퍼에 Ni 캡을 전기도금으로 형성하고 Ni 캡 rim을 Si 하부기판의 Cu rim에 에폭시 본딩한 후, SnBi debonding 층을 이용하여 상부기판을 Ni 캡 구조물로부터 debonding 하였다. 진공증착법으로 형성한 SnBi debonding 층은 Bi와 Sn 사이의 심한 증기압 차이에 의해 Bi/Sn의 2층 구조로 이루어져 있었다. SnBi 증착 층을 $150^{\circ}C$에서 15초 이상 유지시에는 Sn과 Bi 사이의 상호 확산에 의해 eutectic 상과 Bi-rich $\beta$상으로 이루어진 SnBi 합금이 형성되었다. $150^{\circ}C$에서 유지시 SnBi의 용융에 의해 Si 기판과 Ni 캡 구조물 사이의 debonding이 가능하였다.