• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.67-73
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• 2012

본 연구는 고밀도 미세회로 형성 및 원가절감에 유리한 페이스트의 인쇄/건조, 프리프레그 관통 및 적층 공법을 이용한 $B^2it$ 공법을 이용하여 FMC 기판을 제조한 후 열적 스트레스에 대한 범프의 계면반응 연구를 수행하였다. 열적 스트레스에 대한 Ag 범프의 접합 신뢰성을 조사하기 위해 열충격시험, 열응력시험을 수행한 후 전기적 특성 및 단면분석을 통해 균열발생 여부를 조사하였다. 또한 Ag 범프와 Cu 랜드의 접합계면에 대한 계면반응 특성을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM), 에너지분산스펙트럼(EDS) 및 FIB분석을 수행하여 계면에서 발생되는 확산반응을 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 열적 스트레스에 대한 Ag 페이스트 범프/Cu 랜드 접합계면에서 계면반응에 의해 형성된 Ag-Cu 합금층을 확인할 수 있었다. 이러한 합금층은 Cu ${\rightarrow}$ Ag 보다, Ag ${\rightarrow}$ Cu 로의 확산속도가 빠르기 때문에, Cu층에서의 (Ag, Cu) 합금층이 보다 많이 관찰되었으며, 합금층이 Ag범프의 계면 접합력 향상에 기여하는 것을 알 수 있었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.114-117
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• 2003

본 연구에서는 계산을 통해 나온 Sn-Ag-Cu 삼원계 공정점(Sn-3.7Ag-0.9Cu)을 바탕으로 그 근처의 응고경로가 다른 6가지 조성(Sn-4.6Ag-0.4Cu, Sn-4.9Ag-1.0Cu, Sn-3.9Ag-1.3Cu, Sn-2.2Ag-1.2Cu, Sn-2Ag-0.7Cu, Sn-2.7Ag-0.3Cu)에 대한 솔더합금의 미세조직을 관찰하였다. 응고경로는 $L\;\rightarrow\;L+Primary\;\rightarrow\;L+Primary+Secondary\;\rightarrow\;Ternary\;Eutectic+Primary+Secondary$로 되며 6가지 경우를 예상할 수 있다 솔더합금의 미세조직은 느린 냉각으로 인하여 빠른 냉각, 보통 냉각에 비해 상대적으로 커다란 $\beta-Sn$ dendrite를 보였고 $Ag_3Sn,\;Cu_6Sn_5$과는 다르게 $\beta-Sn$는 약 $30^{\circ}C$의 과냉(DSC분석)이 존재하게 되어 Sn-4.6Ag-0.4Cu의 경우에는 $Ag_3Sn$상이, Sn-2.2Ag-1.2Cu의 경우에는 $Cu_6Sn_5$가 과대성장을 하였다. 솔더의 기계적 특성을 살펴보고자 Cu 기판위에서 각 조성의 솔더볼을 솔더링한 후 다양한 냉각 속도를 적용하여 reflow 솔더링을 하고 솔더/기판 접합에 대한 전단 강도 시험을 실시했다. 냉각 속도가 빠를수록 $\beta-Sn$의 dendrite가 미세해져서 높은 전단 강도를 보였고 6가지 조성의 솔더볼중 공정조직 분율이 낮은 Sn-2Ag-0.7Cu 조성의 경우에서 낮은 전단 강도가 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권2호
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• pp.91-97
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• 2014

본 연구에서는 고속 전단시험의 변형속도를 500 mm/s로 설정한 상태에서 Sn-Ag-Cu계(Sn-1.0wt.%Ag-0.5Cu 및 Sn-4.0Ag-0.5Cu)뿐만이 아니라 4종의 4원계 Sn-Ag-Cu-In 조성(Sn-1.0Ag-0.5Cu-1.0In, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.4In, Sn-1.2Ag-0.5Cu-0.6In, Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In)을 포함하는 무연 솔더 접합부의 솔더링 직후 및 시효 시간에 따른 파면 생성결과, 접합강도 및 접합부 파괴에너지값의 변화를 측정, 비교해 보았다. 그 결과, 리플로우 솔더링 직후 및 $125^{\circ}C$에서의 500 시간 시효까지 주로 연성 파괴모드 및 준연성 파괴모드가 관찰되었으며, 준연성 파괴모드의 발생 빈도를 분석할 때 고속 전단조건에서 상용 무연 솔더 조성인 Sn-3.0Ag-0.5Cu 이상의 연성파괴 특성을 나타내는 것으로 파악되었다. 또한 4원계 무연 솔더 조인트는 평균적으로 Sn-Ag-Cu계 조성 수준의 파단에너지값을 나타내었는데, 약 100 시간의 시효 후 최고의 파단에너지값이 관찰되었으나 500 시간의 시효 후에는 파단에너지값의 확연한 감소가 관찰되어 500 시간의 시효시점부터 솔더 접합 계면부의 신뢰성 감소가 가속화되는 경향을 관찰할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권1호
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• pp.55-65
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• 1998

Ag-36.8a%Cu-7.4at%Ti 조성의 브레이징 합금을 Si3N4 기판위에 브레이징한 후 브레이징 합금의 산화거동을 대기중 400, 500, 600$^{\circ}C$에서 조사하였다. 브레이징 합금의 구성원소인 Ag는 산화되지 않고 Cu와 Ti가 산화되며, 산화거동은 포물선적 산화법칙을 따랐다. 브레이징 합금의 산화에 따른 활성화에너지는 80kj/ mol 으로서 소량 첨가된 활성원소인 Ti에 의하여 순수한 Cu의 산화시 활성화에너지보다 감소하였다. 산화 초기에 생성되는 외부산화물은 Cu이온의 외부확산에 의해 성장이 지배되는 Cu산화물로 구성되어 있었다. 산화기간이 경과함에 따라 외부산화물층 아래에서 Cu의 농도는 감소되고 Ag의 농도는 증가하는 농도구배가 발생하여, 브레이징 합금의 산화물은 Cu산화물층(CuO)/Ag잉여층/Cu산화물층(Cu2O)/Ag잉여층의 다층구조를 갖았다. 또한, 분위기중의 산소는 Cu산화물 및 Ag잉여층을 통해 브레이징 합금 내부로 확산되어 브레이징 합금내의 Ti와 반응하여 내부산화물 TiO2를 생성하였다.

• 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.

• 환경생물
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• 제20권2호
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• pp.136-145
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• 2002

Ag와 Cu로 오염된 퇴적물이 이매패류 Macoma balthica에 미치는 만성독성영향과 주요한 중금속 흡수경로를 평가하기 위해, 실험실에서 미소생태계 실험이 수행되었다. 실험생물인 M. balthica는 4개의 농도구배를 갖는 $Ag(0.01-0.87\mu{mol}\;g^{-1})$와 $Cu(0.75-5.55\mu{mol\;g^{-1})$로 오염된 퇴적물에서 90일 동안 배양되었다. 퇴적물 내 중금속의 지화학적 분포 특성과 생물이용도를 조절한다고 알려진 AVS(acid volatile sulfide)의 농도를 변화시켜, AVS가 M. balthica의 Ag와 Cu의 체내축적에 미치는 영향을 평가하였다. 90일간 노출된 후, M. balthica가 축적한 Ag와 Cu의 농도는 1 N HCI로 추출된 퇴적물 내 중금속의 농도(SEM, simultaneously extracted metal)와 양의 상관성을 보이며 증가하였다. Ag와 Cu의 체내 축적은 [SEM]-[AVS]값에 큰 영향을 받지 않았는데, 이것은 공극수 내 용존태로 존재하는 Ag와 Cu가 생물 체내 축적에 크게 기여하지 않았다는 것을 암시한다. 체내 축적된 Ag와 Cu는 M. balthica의 여수율과 글리코겐 함량에 직접적인 영향을 미쳤다. 최대 $1.0\pm{0.2}\mu{mol}\;Ag\;g^{-1}$와 $2.7\pm{0.3}\mu{mol}\;Cu\;g^{-1}$를 축적한 M. balthica의 여수율은 오염되지 않은 퇴적물에 노출된 실험조개의 18-43%에 불과하였다. 이와 유사하게, 중금속 처리군에 노출된 M. balthica의 글리코겐 함량은 체내 Ag와 Cu의 농도와 음의 상관성을 나타내었다. 본 연구의 결과는 Ag와 Cu로 오염된 퇴적물에 노출된 M. balthica는 주로 퇴적물의 섭식을 통해 중금속을 축적하며, 여수율과 글리코겐 함량의 감소와 같은 만성독성영향을 나타낼 수 있다는 것을 암시한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.33-35
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• 2006

The interactions between Cu/Sn-Ag-(Cu) and Sn-Ag-(Cu)/Ni interfacial reactions were studied during isothermal aging at $150^{\circ}C$ for up to 1000h using Cu(ENIG)/Sn-3.5Ag-(0.7Cu)/Cu(ENIG) sandwich solder joints. A typical scallop-type Cu-Sn intermetallic compound (IMC) layer formed at the upper Sn-Ag/Cu interface after reflowing, whereas a $(Cu,Ni)_6Sn_5$ IMC layer was observed at the Sn-Ag/ENIG interface. The Cu in the $(Cu,Ni)_6Sn_5$ IMC layer formed on the Ni side was sourced from the dissolution of the opposite Cu metal pad or Cu-Sn IMC layer. When the dissolved Cu arrived at the interface of the Ni pad, the $(Cu,Ni)_6Sn_5$ IMC layer formed on the Ni interface, preventing the Ni pad from reacting with the solder. Although a long isothermal aging treatment was performed at $150^{\circ}C$, no Ni was detected in the Cu-Sn IMC layer formed on the Cu side. Compared to the single Sn-Ag/ENIG solder joint, the formation of the $(Cu,Ni)_6Sn_5$ IMC layer of the Cu/sn-Ag/ENIG sandwich joint effectively retarded the Ni consumption from the electroless Ni-P layer.

• 한국분말재료학회지
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• 제14권5호
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• pp.320-326
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• 2007

Ag-Cu alloy nano powders were fabricated by the electrical explosion of Cu-plated Ag wires. Ag wires of 0.2mm diameter was electroplated to final diameter of 0.220 mm and 0.307 mm which correspond to Ag-27Cu and Ag-68Cu alloy. The explosion product consisted of equilibrium phases of ${\alpha}-Ag$ and ${\beta}$-Cu. The particle size of Ag-Cu nano powders were 44 nm and 70 nm for 0.220 mm and 0.307 mm wires, respectively. The Ag-Cu nano powders contained less Cu than average value due to higher sublimation energy compared to that of Ag. As a result, micron-sized spherical particles formed from liquid droplets contained higher Cu content.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.59-64
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• 2021

차세대 반도체 기술은 이종소자 집적화(heterogeneous integration)를 이용한 시스템-인-패키징(system-inpackage, SIP) 기술로 발전하고 있고, 저온 Cu 본딩은 SIP 구조의 성능 향상과 미세 피치 배선을 위해서 매우 중요한 기술이라 하겠다. 본 연구에서는 porous한 Ag 나노막을 이용하여 Cu 표면의 산화 방지 효과와 저온 Cu 본딩의 가능성을 조사하였다. 100℃에서 200℃의 저온 영역에서 Ag가 Cu로 확산되는 것보다 Cu가 Ag로 확산되는 것이 빠르게 관찰되었고, 이는 저온에서 Ag를 이용한 Cu간의 고상 확산 본딩이 가능함을 나타내었다. 따라서 Ag 나노막을 이용한 Cu 본딩을 200℃에서 진행하였고, 본딩 계면의 전단 강도는 23.27 MPa로 측정되었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.110-113
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• 2003

여러가지 Sn-Ag-Cu 솔더조성과 솔더링 후의 냉각속도에 따라 솔더링 접합부에서의 계면 미세조직의 다양한 변화를 관찰해 보았다. 현재까지 Sn-Ag-Cu 3원계 공정점에 대한 정확한 연구가 미흡하고, 상용으로 제품화되고 있는 Sn-Ag-Cu 합금계는 3원계 공정조성에서 약간 벗어난 조성들을 선택하고 있다고 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서 사용한 Sn-Ag-Cu 합금 조성은 Sn-3.5Ag, Sn-3Ag-0.7Cu, Sn-3Ag-1.5Cu, Sn-3.7Ag-0.9Cu, Sn-6Ag-0.5Cu로 선택하였으며, 각 조성에서 Lap Shear Joint를 제조하였다. 사용한 Solder pad는 Cu pad와 Cu pad 위에 Au/Ni를 plating한 것을 이용하였다. 리플로우 솔더링 조건은 $250^{\circ}C$ 이상의 온도에서 60초 실시하였으며, 리플로우 솔더링 후의 냉각속도를 달리하여 냉각시켰다. 솔더링 후의 냉각속도가 느려질수록 계면 금속간화합물(IMC)의 두께가 더욱 증가하며, 조대화되었다. 또한 솔더 조성의 영향에서 Cu와 Ag의 함량이 높을수록 계면 IMC의 두께가 증가되었으며, 이는 솔더내부에 형성된 IMC 입자들이 조대화되어 계면 IMC층에 결합되어 나타났기 때문이다.