• Journal of Welding and Joining
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• 제21권4호
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• pp.63-68
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• 2003

Scanning electron microscopy (SEM) has been used as a surface measurement instrument and a tool for lithography in semiconductor process due to its high density localized beam. For those purposes, however, the maximum current of SEM Is less than 100pA, which is not enough fo material processing. In this paper SEM was modified to increase the amount of current reaching a specimen from gun part where current is generated, the possibility of applying SEM to material processing, especially microjoining, was investigated. The maximum current of SEM after modifications was measured up to 10$\mu$A, which is about 10$^{5}$ times greater than before modifications. Through experiments such as eutectic solder wetting on thin 304 stainless steel foil and microjoining of 10$\mu$m thick 304 stainless steel, the intensity of electron beam of SEM proved to be great enough fur material processing as heat source. And a tight jig system was found necessary to hold materials close enough fur successful microloining.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.169-171
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• 2006

Solderability and reaction properties were investigated for four Pb-free alloys as a function of Ag contents; Sn-4.0Ag-0.5Cu, Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-2.5Ag-0.5Cu, and Sn-1.0Ag-0.5Cu. The alloy of the lowest Ag content, i.e., Sn-1.0Ag-0.5Cu, showed poor wetting properties as the reaction temperature decreased to 230oC. Variation of Ag concentration in the Sn-xAg-0.5Cu alloy shifted exothermic peaks indicating the undercooling temperature in DSC curve. For the aging process at 170oC, the thickness of IMCs at the board-side solder/Cu interface increased with the Ag concentration.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.80-83
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• 2003

본 연구에서는 고온 솔더 범프와 저온 솔더 패드를 이용하여 $140^{\circ}C$에서 1분간의 리플로 공정을 통해 접합에 성공하였다. 고온 솔더 범프로 Sn-4.0Ag-0.5Cu 솔더 볼을 사용하였고, 저온 솔더는 In-48Sn $(mp:\;117^{\circ}C)$ 솔더를 기판에 evaporation 방법으로 두께 $20\;{\mu}m$의 패드 형태로 증착하였다. $140^{\circ}C$에서 1분간의 리플로 공정을 통해 칩과 기판을 접합하였으며, 접합 단면을 관찰해 본 결과 저온 솔더가 녹아 고온 솔더에 wetting된 것을 관찰하였다. 이 시편을 상온에서 시효처리를 실시한 결과 시간의 경과에 따라 저온 솔더와 고온 솔더가 상호 확산하여 약 $40\;{\mu}m$였던 확산층의 범위가 점차 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 리플로 공정변수에 따른 솔더의 미세구조 변화 및 ball shear strength등의 기계적 특성에 대해 고찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.192-192
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• 2011

본 연구에서는 LED lead frame을 위한 Sn-3.5Ag 솔더의 젖음 특성과 반사율에 관하여 조사하였다. 금속기판과 액체금속간의 젖음성은 wetting balance tester를 이용하여 평가하였으며, 최대인출력, 최대인출시간 등을 측정하고 표면장력을 계산하였다. Sn-3.5Ag 솔더를 $250{\sim}290^{\circ}C$의 온도에서 젖음성을 측정하였는데 온도가 증가함에 따라 젖음성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 솔더가 도금된 Cu-coupon의 반사율을 측정하였는데 $270^{\circ}C$에서 가장 높은 반사율을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.306-313
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• 2011

인쇄회로기판(PCB)과 같은 전자부품을 제조시에 솔더링을 하기 위하여 플럭스나 솔더페이스트를 사용하며 솔더링 후에 부품에 잔류한 플럭스나 솔더페이스트를 제거하여야하는데 이것은 이들 물질이 잔류하였을 경우 부식이나 누전을 초래하여 부품의 성능을 떨어뜨리거나 고장을 일으킬 수 있다. 솔더링 후에 플럭스와 솔더플럭스 잔류물을 제거하기 위하여 오존파괴물질 세정제인 1,1,1-trichloroethane이나 HCFC-141b가 아직까지 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이들 오존파괴성질을 가진 세정제를 대체하기 위하여 인화점이 존재하지 않는 비수계세정제를 개발하였고 산업현장 적용도 시도해 보았다. 인화점이 존재하지 않는 세정제를 개발하기 위해 탄화수소계 용제를 주 용제로 하고 글리콜에테르계, 에스테르계 및 불소계 용제를 첨가하여 비수계세정제를 배합하였고 이들의 물성 및 세정성을 평가하였다. 그리고 이들 배합세정제 중에 세정력이 뛰어난 세정제를 현장에 적용하여 보았다. 또한 배합된 비수계세정제의 사용후에 재활용 가능성을 평가하기 위하여 감압증류장치를 가동하여 사용 후의 세정제를 재활용시에 요구되는 운전 조건과 재활용율을 구하여 보았다. 배합세정제의 물성 측정 결과 모두 표면장력이 18.0~20.4 dyne/cm으로 비교적 낮았고 습윤지수도 비교적 높아 오염물에 대한 습윤력과 침투력이 우수할 것으로 기대되었고 불소계용제를 첨가하여 배합한 세정제는 인화성이 없음이 확인되어 사용하고 보관하기에 안전하리라 사료된다. 플럭스 및 솔더페이스트 세정 연구 실험 결과 대체목표세정제인 1,1,1-TCE와 HCFC-141b보다 세정력이 우수함을 확인할 수 있었다. 그리고 배합세정제 중에 우수한 세정제를 선정하여 HCFC-141b를 사용하는 산업현장의 PCB 세정에 적용한 결과 HCFC-141b보다 우수한 세정을 나타내어 산업현장에 적용 가능성을 보여 주었다. 또한 이들 제품을 감압증류장치를 이용하여 재활용 가능성을 평가 결과 운전조건 $100{\sim}110^{\circ}C$, 20~30 mbar에서 91.9~97.5%를 재활용할 수 있음을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.219-225
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• 2013

본 연구에서는 계면활성제에 의한 수계 세정제의 문제점을 해결하고자 친환경적이고 계면활성제가 없는 수계세정제 개발연구를 진행하였다. 이를 위하여 전자 부품 세정대상의 주 오염물인 플럭스(flux)에 대해 용해력이 있고 수용성인 propylene glycol과 propylene glycol alkyl ether계 용제를 주성분으로 하고 여기에 여러 첨가제를 가하여 수계 surfactant-free 세정제 S-1, S-2를 배합하였고, 이들 개발세정제와 비교대상의 수계 surfactant-free 수입 세정제의 물성을 측정하여 세정성능을 예측하고 오염물인 플럭스와 솔더(flux and solder) 대하여 중량법을 이용한 초음파 세정성 평가를 진행하였다. 물성 측정 결과 비교대상 세정제인 수입세정제 V는 본 연구에서 개발한 배합세정제 S-1과 S-2의 세정제와 전반적으로 비슷한 결과 값을 가짐을 확인할 수 있었다. 비교대상 세정제 V와 배합세정제 모두 원액을 희석함에 따라 pH가 저하되다가 다시 상승하는 것이 관찰되었으며 습윤지수값은 세정능력에는 크게 영향을 주지 않는 것으로 판단되었다. 다양한 초음파 주파수(28, 45, 100 kHz)를 사용한 세정성 평가 실험 결과에서 솔더(solder)의 세정은 주파수 45 kHz에서 세정 성능이 가장 좋게 나타났고 플럭스(flux)의 세정 성능 결과는 실험 대상의 모든 세정제가 주파수 28 kHz에서 세정 성능이 가장 좋게 나타났다. 희석하지 않은 원액세정제의 플럭스 및 솔더(flux and solder) 세정의 경우 배합세정제 S-1, S-2 모두 수입세정제 V보다 빠른 세정력을 보여주었다. 그러나 수입세정제 V의 권장 사용농도인 25%에서는 수입 세정제 V가 배합세정제 보다 초기 세정효율이 좋음이 확인되었다. 따라서 본 실험결과를 가지고 판단할 때, 본 연구에서 개발한 배합세정제 S-1, S-2는 충분히 산업현장의 플럭스 및 솔더(flux and solder) 세정에 적용이 가능할 것으로 판단되어진다.

• 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.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2004년도 ISMP Pb-free solders and the PCB technologies related to Pb-free solders
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• pp.233-241
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• 2004

A new alloy definition will be presented concerning increasing demands for the board level reliability of miniaturized interconnections. The damage mechanism for LFBGA components on different board finishes is not quite understood. Further demands from mobile phones are the drop test, characterizing interface performance of different package constructions in relation to decreased pad constructions and therefore interfaces. The paper discusses the characterization of interfaces based on SnPb, SnPbXYZ, SnAgCu and SnAgCuInNd ball materials and SnAgCuInNd as solder paste, the stability after accelerated tests and the description of modified interfaces strictly related to the assembly conditions, dissolution behavior of finishes on board side and the influence of intermetallic formation. The type of intermetallic as well as the quantity of intermetallics are observed, primaliry the hardness, E modules describing the ability of strain/stress compensation. First results of board level reliability are presented after TCT-40/+150. Improvement steps from the ball formulation will be discussed in conjunction to the implementation of lead free materials In order to optimize ball materials for area array devices accelareted aging conditions like TCTs were used to analyze the board level reliability of different ball materials for BGA, LFBGA, CSP, Flip Chip. The paper outlines lead-free ball analysis in comparison to conventional solder balls for BGA and chip size packages. The important points of interest are the description of processability related to existing ball attach procedures, requirements of interconnection properties and the knowledge gained the board level reliability. Both are the primary acceptance criteria for implementation. Knowledge about melting characteristic, surface tension depend on temperature and organic vehicles, wetting behavior, electrical conductivity, thermal conductivity, specific heat, mechanical strength, creep and relaxation properties, interactions to preferred finishes (minor impurities), intermetallic growth, content of IMC, brittleness depend on solved elements/IMC, fatigue resistance, damage mechanism, affinity against oxygen, reduction potential, decontamination efforts, endo-/exothermic reactions, diffusion properties related to finishes or bare materials, isothermal fatigue, thermo-cyclic fatigue, corrosion properties, lifetime prediction based on board level results, compatibility with rework/repair solders, rework temperatures of modified solders (Impurities, change in the melting point or range), compatibility to components and laminates.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.412-412
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• 2008

ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold)is a surface treatment method that is used most widely at fine pitch's SMT and BGA packaging process. ENIG has good diffusion barrier of Ni against solder and good wettability due to Au finish. But when the discoloration occurred on the Au finish of ENIG, some key characteristics related to the quality and reliability of PCB such as bondability, solderability and electrical flowing of packaging process could be deteriorated. In this paper, we have performed the water dip test ($88^{\circ}C$ purified water) which accelerates the galvanic corrosion of Ni diffused from the Ni-P layer. That is, the excessive oxidation of the Ni layer could result in non-wetting of the solder because the flux may not be able to remove excessive oxides. Though Au discoloration have been reported to be caused by Ni oxides in many literature, it is still open to verify and discuss The microstructures and chemical compositions have been investigated using FE-SEM, TEM, FIB, EDS and XPS. As a result, authors have found that the Au discoloration in ENIG type is severely caused by the oxidation of the Ni and the mechanism of Au discoloration can be confirmed through the experiment result of water dip test.

• 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.