• 제목/요약/키워드: Au-20Sn

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Eutectic Au-20Sn solder와 Cu/ENIG 기판과의 계면반응 (Interfacial Reactions Between Au-20Sn Solder and Cu Substrate with or without ENIG plating layer)

  • 전현석;윤정원;정승부
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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    • pp.230-232
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    • 2006
  • Eutectic Au-20Sn solder has been widely used for optoelectronic packages because of fluxless soldering process and thus are particularly valuable for many applications such as biomedical, photonic, and MEMS devices that can not use any flux. Also when good joint strength, superior resistance to corrosion, whisker-free, and good thermal conductivity are demanded, eutectic Au-20Sn solder can be satisfied with above-mentions best. In this study, we tried to know the interfacial reactions between Au-20Sn solder and Cu substrate with or without ENIG plating layer In the results, Au-Cu-Sn ternary phases were formed at the Au-20Sn/Cu substrate, and Au-Ni-Sn, Au-Ni-Cu-Sn phases were formed at the Au-20Sn/ENIG substrate.

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액상 Au-Sn 솔더와 Ni 기판의 계면현상에 대한 고찰 (Interfacial Microstructure Evolution between Liquid Au-Sn Solder and Ni Substrate)

  • 김성수;김종훈;정상원;이혁모
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.47-53
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    • 2004
  • 공정 Au-20Sn 솔더합금을 솔더링 시간과 온도를 달리하여 Ni위에서 솔더링하였다. 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 계면에 생성된 IMC의 조성, 상, 모양에 대해 조사하였다. 계면에는 $(Au,Ni)_3Sn_2$$(Au,Ni)_3Sn_2$의 두 가지 IMC가 생성되었다. 그 중 첫 번째 생성된 IMC인 $(Au,Ni)_3Sn_2$상은 솔더링 온도에 따라 모양의 변화가 관찰되었다. 이러한 모양의 변화로 인한 확산통로수의 변화는 모든 솔더링 온도에서 거의 비슷한 IMC 두께를 가지도록 한다. IMC, $(Au,Ni)_3Sn_2$상의 모양변화는 온도 증가에 의한 생성엔탈피의 감소 때문인데, 이는 Jackson's parameter로써 잘 설명될 수 있다.

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박판 주조법으로 제조된 Au-Sn 스트립의 열처리에 따른 인장 변형 거동 (Effect of Heat Treatment on the Tensile Deformation Behavior of Au-Sn Strip Manufactured by Strip Casting Process)

  • 이기안;진영민;남궁정;김문철
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.464-466
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    • 2009
  • This study tried to examine the suitability of strip casting process such as PFC (Planar Flow Casting) method for soldering Au-Sn strip. The effect of heat treatment on the tensile behavior and mechanical properties of an Au-Sn strip was investigated through tensile test, micro hardness test, X-ray diffraction (XRD), SEM, and TEM observations. It was apparent that 20-mm width Au-Sn strip could be well produced by using planar flow casting process. Tensile results showed that tensile strength increased from 338.3MPa to 310MPa and plastic strain improved from 0% to 1.5% with heat treatment ($170^{\circ}C$/70 hrs.). The microstructure of Au-Sn strip mainly consisted of two phases; $Au_5Sn(\zeta)$ and AuSn($\sigma$). It was also found that inhomogeneous amorphous local structure continuously changed to the homogeneous two phases microstructure with heat treatment. The fractographical observation after tensile test indicated the cleavage fracture mode of as-casted Au-Sn strip. On the other hand, the heat treated Au-Sn strip showed that fracture propagated along interface between brittle AuSn and ductile $Au_5Sn$ phases. The deformation behavior of strip casted Au-Sn alloy with microstructural evolution and the improve method for ductility of this alloy was also suggested.

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Au 스터드 범프와 Sn-3.5Ag 솔더범프로 플립칩 본딩된 접합부의 미세조직 및 기계적 특성 (Interfacial Microstructure and Mechanical Property of Au Stud Bump Joined by Flip Chip Bonding with Sn-3.5Ag Solder)

  • 이영규;고용호;유세훈;이창우
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제29권6호
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    • pp.65-70
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    • 2011
  • The effect of flip chip bonding parameters on formation of intermetallic compounds (IMCs) between Au stud bumps and Sn-3.5Ag solder was investigated. In this study, flip chip bonding temperature was performed at $260^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ with various bonding times of 5, 10, and 20 sec. AuSn, $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs were formed at the interface of joints and (Au, Cu)$_6Sn_5$ IMC was observed near Cu pad side in the joint. At bonding temperature of $260^{\circ}C$, $AuSn_4$ IMC was dominant in the joint compared to other Au-Sn IMCs as bonding time increased. At bonding temperature of $300^{\circ}C$, $AuSn_2$ IMC clusters, which were surrounded by $AuSn_4$ IMC, were observed in the solder joint due to fast diffusivity of Au to molten solder with increased bonding temperature. Bond strength of Au stud bump joined with Sn-3.5Ag solder was about 23 gf/bump and fracture mode of the joint was intergranular fracture between $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs regardless bonding conditions.

3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프 구조의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동 분석 (Intermetallic Compound Growth Characteristics of Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu Micro-bump for 3-D IC Packages)

  • 김준범;김성혁;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.59-64
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    • 2013
  • 3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동을 분석하기 위하여 in-situ SEM에서 $135^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $170^{\circ}C$의 온도에서 실시간 열처리 실험을 진행하였다. 실험 결과 금속간 화합물의 성장 거동은 열처리시간이 경과함에 따라 시간의 제곱근에 직선 형태로 증가하였고, 확산에 의한 성장이 지배적인 것을 확인 할 수 있었다. Ni/Au 층의 존재로 인해 Au의 확산으로 복잡한 구조의 금속간 화합물이 생성 된 것을 확인할 수 있다. 활성화 에너지는 $Cu_3Sn$의 경우 0.69eV, $(Cu,Ni,Au)_6Sn_5$경우 0.84 eV로 Ni이 포함된 금속간 화합물이 더 높은 것을 확인 하였으며, 확산 방지층 역할을 하는 Ni층에 의해 금속간 화합물 성장이 억제됨에 따라 신뢰성이 향상 될 것으로 사료된다.

Excellent Carbon Monoxide Sensing Performance of Au-Decorated SnO2 Nanofibers

  • Kim, Jae-Hun;Zheng, Yifang;Mirzaei, Ali;Kim, Sang Sub
    • 한국재료학회지
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    • 제26권12호
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    • pp.741-750
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    • 2016
  • Nanofibers(NFs), because of their high surface area and nanosized grains, have appropriate morphologies for use in chemiresistive-type sensors for gas detection applications. In this study, a highly sensitive and selective CO gas sensing material based on Au-decorated $SnO_2$ NFs was fabricated by electrospinning. $SnO_2$ NFs were synthesized by electrospinning and subsequently decorated with various amounts of Au nanoparticles(NPs) by sputtering; this was followed by thermal annealing. Different characterizations showed the successful formation of Au-decorated $SnO_2$ NFs. Gas sensing tests were performed on the fabricated sensors, which showed bell-shaped sensing behavior with respect to the amount of Au decoration. The best CO sensing performance, with a response of ~20 for 10 ppm CO, was obtained at an optimized amount of Au (2.6 at.%). The interplay between Au and $SnO_2$ in terms of the electronic and chemical sensitization by Au NPs is responsible for the great improvement in the CO sensing capability of pure $SnO_2$ NFs, suggesting that Au-decorated $SnO_2$ NFs can be a promising material for fabricating highly sensitive and selective chemiresistive-type CO gas sensors.

직접 에탄올 연료전지용 백금합금촉매의 합성과 특성분석 (Synthesis and Characterization of Pt based Alloy Catalysts for Direct Ethanol Fuel Cell)

  • 김이영;김수길;한종희;김한성
    • 전기화학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.109-114
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    • 2008
  • 에탄올이 이산화탄소가 생성되는 경로로 반응할 경우 12개의 전자를 발생시키게 되지만 실제로는 두 개의 탄소 원자사이의 결합력 때문에 완전 산화시키는 것이 쉽지 않다. 따라서 고성능 에탄을 산화촉매의 개발은 에탄을 연료전지 실용화에 필수적이다. 본 연구는 Pt에 Sn, Au을 첨가하여 이원계, 삼원계 촉매를 제조하여 에탄올에서의 활성과 촉매의 특성에 대한 분석을 수행하였다. 촉매합성은 modified polyol 방법을 이용하였으며 Vulcan XC-72R 담지체를 사용하여 20 wt%로 담지하였다. PtSn/c 합금촉매는 Pt : Sn의 비율이 1 : 0, 4 : 1, 3 : 1, 2 : 1, 1.5 : 1, 1 : 1, 1 : 1.5으로 합성하였으며, PtSnAu/C 합금촉매는 Pt : Sn : Au의 비율을 5 : 5 : 0, 5 : 4 : 1, 5 : 3 : 2, 5 : 2 : 3으로 합성하였다. 촉매특성은 XRD, TEM 분석을 통해 분석한 결과 $1.9{\sim}2.4\;nm$ 정도의 입자의 크기와 면심입방구조의 구조를 가지는 것으로 확인하였다. 에탄올 산화에 대한 합금촉매의 활성은 순환전류전압법으로 실험하였고, 그 중 가장 높은 성능을 가진 PtSn(1.5 : 1)/C와 PtSnAu(5 : 2 : 3)/C 합금촉매를 단위전지 성능평가륵 통해 실제 연료전지 구동환경에서 촉매의 활성을 측정하였다. 그 결과 에탄을 산화에 가장 높은 성능을 나타낸 촉매는 PtSn/c(1.5 : 1)이었고, 촉매의 안정성은 PtSnAu/C(5 : 2 : 3)에서 높게 나타났다.

반도첼 레이저의 AuSn 합금 솔더를 사용한 p-side-down방식의 마운팅 (P-side-down mounting by using AuSn alloy solder of semiconductor laser)

  • 최상현;허두창;배형철;한일기;이천
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.273-275
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    • 2003
  • 본 실험은 고출력 반도체 레이저의 p-side-down 마운팅용 솔더로서 AuSn 합금 솔더(80wt%:20wt%)의 적합성에 대해 연구하였다. $1{\mu}m$이하의 균일도로 폴리싱 된 Cu heat sink의 표면에 두께 $1{\mu}m$의 Ni로 코팅을 한다음, AuSn 다층박막은 e-beam 증착기로 AuSn 합금 솔더는 열증착기로 각각 증착하였다. 열처리는 산화 방지를 위해 $N_2$ 분위기에서 행하였으며, 동일한 압력으로 마운팅을 하였다. 표면의 거칠기와 형상은 AFM(Atomic Force Microscope)과 SEM(Scanning Electron Microscopy)으로 그리고 Au와 Sn의 성분비는 AES(Auger Electron Spectroscopy) 로 비교하였다. 또한 CW(연속발진)을 통한 L-I(Light-Current)측정을 통해 본딩상태를 비교하였다.

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ʼn-BGA에서 Sn-Ag-Cu 솔더의 도금층에 따른 솔더링성 연구 (A Study on Solderability of Sn-Ag-Cu Solder with Plated Layers in ʼn-BGA)

  • 신규식;정석원;정재필
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제20권6호
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    • pp.59-59
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    • 2002
  • Sn-Ag-Cu solder is known as most competitive in many kinds of Pb-free solders. In this study, effects of solderability with plated layers such as Cu, Cu/Sn, Cu/Ni and Cu/Ni/Au were investigated. Sn-3.5Ag-0.7Cu solder balls were reflowed in commercial reflow machine (peak temp. : 250℃ and conveyer speed : 0.6m/min). In wetting test, immersion speed was 5mm/sec., immersion time 5sec., immersion depth 4mm and temperature of solder bath was 250℃. Wettability of Sn-3.5Ag-0.7Cu on Cu, Cu/Sn (5㎛), Cu/Ni (5㎛), and Cu/Ni/Au (5㎛/500Å) layers was investigated. Cu/Ni/Au layer had the best wettability as zero cross time and equilibrium force, and the measured values were 0.93 sec and 7mN, respectively. Surface tension of Sn-3.5Ag-0.7Cu solder turmed out to be 0.52N/m. The thickness of IMC is reduced in the order of Cu, Cu/Sn, Cu/Mi and Cu/Ni/Au coated layer. Shear strength of Cu/Ni, Cu/Sn and Cu was around 560gf but Cu/Ni/Au was 370gf.