• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.71-77
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• 2007

본 연구에서는 리플로우 횟수를 달리하여 Sn-37Pb, Sn-3.5Ag와 Sn-3.5Ag-0.75Cu (all wt.%) BGA 솔더 접합부들을 OSP가 코팅된 Cu 패드 상에 형성시킨 후, 기계적 전기적 특성을 연구하였다. 주사전자현미경 분석 결과, 접합 계면에 생성된 $Cu_6Sn_5$ 금속간화합물 층의 두께는 리플로우 횟수가 증가함에 따라 증가하였다. Sn-Pb와 Sn-Ag-Cu 솔더 접합부의 경우, 3회 리플로우 후 최대 전단 강도를 나타내었으며, Sn-Ag 솔더 접합부의 경우 4회 리플로우 후 최대 전단 강도를 나타내었다. 이후 리플로우 횟수가 10회까지 증가함에 따라 전단 강도는 점차 감소하였다. 리플로우 횟수가 증가함에 따라 전기적 특성은 점차 감소하였다.

• Advances in materials Research
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• 제8권1호
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• pp.47-73
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• 2019

Joining of Mg/Ti hybrid structures by welding for automotive and aerospace applications has attracted great attention in recent years due mainly to its potential benefit of energy saving and emission reduction. However, joining them has been hampered with many difficulties due to their physical and metallurgical incompatibilities. Different joining processes have been employed to join Mg/Ti, and in most cases in order to get a metallurgical bonding between them was the use of an intermediate element at the interface or mutual diffusion of alloying elements from the base materials. The formation of a reaction product (in the form of solid solution or intermetallic compound) along the interface between the Mg and Ti is responsible for formation of a metallurgical bond. However, the interfacial bonding achieved and the joints performance depend significantly on the newly formed reaction product(s). Thus, a thorough understanding of the interaction between the selected intermediate elements with the base metals along with the influence of the associated welding parameters are essential. This review is timely as it presents on the current paradigm and progress in welding and joining of Mg/Ti alloys. The factors governing the welding of several important techniques are deliberated along with their joining mechanisms. Some opportunities to improve the welding of Mg/Ti for different welding techniques are also identified.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.193-195
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• 2003

Micro-structure and shear properties with reflow conditions, reflow temperature and time, for In-48Sn solder on BGA package were examined at the temperature between 140 and 170$^{\circ}C$ for 10 to 3600sec. With increasing reflow temperature and time, the thickness of intermetallic compound formed between solder and pad increased. Shear test indicated shear force increased in the range to a critical value of reflow time, and decreased over a critical reflow time. With increasing reflow temperature and time, the crater occurred on fracture surface because of a increase of crater by voids and IMC particles precipitated in solder.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.23-30
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• 2004

무연솔더 $Sn0.7wt{\%}Cu,\;Sn3.8wt{\%}Ag0.7wt{\%}Cu$ 솔더와 Pt층의 시효처리에 따른 계면반응에 대한 연구를 수행하였다. $250^{\circ}C$에서 30 초간 리플로한 $Sn3.8wt{\%}Ag0.7wt{\%}Cu/Pt$시편과, $260^{\circ}C$에서 30초간 리플로한 $Sn0.7wt{\%}Cu/Pt$ 시편을 이용하여 125, 150, $170^{\circ}C$에서 25-121 시간동안시효처리 하였다. 시효처리 온도와 시간에 따른 계면 금속간화합물의 두께 및 형상변화를 주사전자현미경 (scanning electron microscopy, SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) 및 x-ray diffractometry (XRD)를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 계면에서 $PtSn_4,\;PtSn_2$가 발견되었고, 이런 금속간화합물 성장은 확산에 의해 지배됨을 발견하였다. 시효처리 온도와 시간에 따른 금속간화합물의 두께 변화를 이용하여 각 솔더에서의 계면 금속간화합물의 생성 활성화 에너지를 구해본 결과 $Sn3.8wt{\%}Ag0.7wt{\%}Cu/Pt$는 145.3 kJ/mol, $Sn0.7wt{\%}Cu/Pt$는 165.1 kJ/mol의 값을 가지고 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-103
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• 2005

42Sn-58Bi 솔더(이하 wt.$\%$에 의한 표기)와 무전해 Ni-P/치환 Au under bump metallurgy (UBM) 간의 계면 반응을 intermetallic compound (IMC)의 형성과 성장, UBM의 감소, 그리고 범프 전단강도의 영향 관점에서 시효 처리 전 후에 어떠한 변화가 생기는 지를 알아보고자 하였다. 치환 Au 층을 $5{\mu}m$ 두께의 무전해 Ni-P ($14{\~}15 at.\%$ P)위에 세 가지 각기 다른 두께, 즉 $0{\mu}m$(순수한 무전해 Ni-P UBM), $0.1{\mu}m$, $1{\mu}m$로 도금하였다. 그 후 42Sn-58Bi 솔더 범프를 세 가지 다른 UBM 구조에 스크린프린팅 방식으로 형성하였다. 범프 형성 직후에는 세 가지 다른 UBM구조에서 솔더와 UBM 사이에 공통적으로 $Ni_3Sn_4$ IMC (IMC1) 만이 형성됐다. 하지만, 이를 $125^{\circ}C$에서 시효 처리를 할 경우 특이하게 Au를 함유한 UBM 구조에서는 $Ni_3Sn_4$ 위로 또 다른 4원계 화합물 (IMC2)이 관찰되었다. 원자 비로 $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$인 4원계 화합물로 확인되었다. $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$ 층은 솔더 조인트의 접합성에 매우 치명적인 영향을 미쳤다. 시효 처리를 거친 Au를 함유한 UBM 구조에서 솔더 범프의 전단 강도 값은 시효 처리 전에 비해 $40\%$ 이상의 감소를 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.37-42
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• 2003

전자 패키징에 사용되는 솔더합금에 납을 함유됨으로써 인하여 야기되는 환경적 문제와 인체 유해성 때문에 Pb-Sn 합금계를 대체할 수 있는 새로운 무연 솔더 재료의 필요성이 대두되고 있다. 새로운 솔더합금의 개발에 있어서 솔더 조인트의 신뢰성이 가장 중요한 문제라고 할 수 있는데, 솔더 조인트의 신뢰성은 솔더와 기판 사이의 계면 반응 형태와 그 정도에 의해서 크게 영향을 받기 때문에 솔더와 기판 사이의 계면 현상에 관한 더 깊은 이해가 필요하게 된다 솔더링 동안 기판/솔더 계면에서 가장 먼저 생성되는 금속간 화합물의 상을 예측하기 위한 열역학적인 방법이 제안되었다. 계면 에너지와 석출 구동력의 함수로 표현되는 각각의 금속간 화합물에 대한 핵생성 활성화 에너지를 비교함으로써 활성화 에너지가 가장 낮은 금속간 화합물이 가장 먼저 생성된다고 예측하였다. 거기에 더해 에너지를 기반으로 한 계산을 통하여 솔더 조인트에서 금속간 화합물의 입자 형상을 설명하였다. 울퉁불퉁한 계면을 가진 금속간 화합물의 Jackson의 parameter 값은 2보다 작은 반면 평평한 입자의 경우 2보다 크게 된다.

• 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 $(Au,Ni)_3Sn_2$와 $(Au,Ni)_3Sn_2$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.

• 한국재료학회지
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• 제17권6호
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• pp.342-346
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• 2007

Microstructure and tensile strength of the vacuum brazed stainless steel were investigated in this study. For vacuum brazing of the stainless steel 303 and 304, the BNi-2, 3, 4 and 7 were used as filler metals. Among these filler metals, the BNi-2 showed excellent wettability at $1050^{\circ}C$. Indeed, the brazed stainless steel using the BNi-2 showed the highest tensile strength (483 MPa) among all brazed specimens. This is attributed to degree of interfacial reaction between the filler metal and stainless steel. Brazed stainless steel with BNi-2, 3 filler metals showed almost elastic deformation followed by plastic yielding and strain hardening up to a peak stress. On the other hand, it is likely that the fracture of the brazed specimens with BNi-4, 7 was occurred in elastic range without plastic yielding up to a peak stress.

• 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.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.195-202
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• 2003

In this study, failure mechanisms of Au stud bumps/ACF flip chip joints were investigated underhigh current stressing condition. For the determination of allowable currents, I-V tests were performed on flip chip joints, and applied currents were measured as high as almost 4.2Amps $(4.42\times10^4\;Amp/cm^2)$. Degradation of flip chip joints was observed by in-situ monitoring of Au stud bumps-Al pads contact resistance. All failures, defined at infinite resistance, occurred at upward electron flow (from PCB pads to chip pads) applied bumps (UEB). However, failure did not occur at downward electron flow applied bumps (DEB). Only several $m\Omega$ contact resistance increased because of Au-Al intermetallic compound (IMC) growth. This polarity effect of Au stud bumps was different from that of solder bumps, and the mechanism was investigated by the calculation of chemical and electrical atomic flux. According to SEM and EDS results, major IMC phase was $Au_5Al_2$, and crack propagated along the interface between Au stud bump and IMC resulting in electrical failures at UEB. Therefore. failure mechanisms at Au stud bump/ACF flip chip Joint undo high current density condition are: 1) crack propagation, accompanied with Au-Al IMC growth. reduces contact area resulting in contact resistance increase; and 2) the polarity effect, depending on the direction of electrons. induces and accelerates the interfacial failure at UEBs.