• 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.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권6호
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• pp.783-788
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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.:$250^{\circ}C$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 $250^{\circ}C$. Wettability of Sn-3.5Ag-0.7Cu on Cu, Cu/Sn ($5\mu\textrm{m}$), Cu/Ni ($5\mu\textrm{m}$), and Cu/Ni/Au ($5\mu\textrm{m}/500{\AA}$) 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.

• 보존과학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-10
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• 2000

1993 년, 충북 청주시 사뇌사지에서 많은 양의 청동 유물이 발견되었다. 이중 12점에서 시료를 채취하였고 원자 흡수 분광법 및 유도 결합 플라스마 방출 분광법을 이용하여 성분분석을 실시하였다. 또한 금속현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 금속의 미세조직을 관찰하였다. 사뇌사지 출토 청동기는 성분, 제작 방법 그리고 용도에 따라 주조품, 단조 품, 타명기 그리고 땜 등 4 가지 종류로 분류되었다. 의례 용기로 사용된 주조품은 70% Cu, 10% Sn 그리고 20% Pb의 합금으로 ${\alpha}+{\beta}$의 전형적인 주조 조직을 보이고 있다. ${\delta}$상은 적은 양의 Sn 때문에 쉽게 관찰되지 않고 있으며 상대적으로 많은 양의 납을 함유하고 있어서 납편석을 관찰할 수 있다. 생활 용기로 사용된 단조품은 80% Cu와 20% Sn 합금으로 ${\alpha}$상과 담금질 조직을 보이고 있어 열처리를 행한 것으로 추측된다. 가공방법은 ${\alpha}$상의 모습과 ${\alpha}$상 내에 존재하는 쌍정으로 확인할 수 있다. 납은 가공을 어렵게 하므로 합금되지 않았다. 소리를 내기 위한 타명기는 85% Cu, 10% Sn, 5% Pb 또는 90% Cu, 10% Sn으로 합금되었으며 많은 양의 주석을 함유된 상태로 주조되어 수지상 구조를 나타내고 있다. 땜은 83% Cu, 12% Sn 그리고 5% Pb로 합금되었으며 공기중에서 빠르게 냉각되어 미세한 수지상 구조를 보이고 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권3호
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• pp.89-96
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• 2000

As solder becomes small and fine, the reliability and solderability of solder joint are the critical issue in present electronic packaging industry. Besides the use of lead(Pb) containing solders for the interconnections of microelectronic subsystem assembly and packaging has enviromental problem. In this study, using Sn/Pb and Sn/Ag eutectic solder paste, in order to obtain decrease of solder joint strength with increasing aging time, initial solder joint strength and aging strength after 1000 hour aging at $100^{\circ}C$ were measured by peel test. And in order to obtain the growth of intermetallic compound(IMC) layer thickness, IMC layer thickness was measured by scanning electron microscope(SEM). As a result, solder joint strength was decreased with increasing aging time. The mean IMC layer thickness was increased linearly with the square root of aging time. The diffusion coefficient(D) of IMC layer was found to $1.29{\times}10^{-13}{\;}cm^2/s$ at using Sn/Pb solder paste, 7.56{\times}10^{-14}{\textrm}{cm}^2/s$ at using Sn/Ag solder paste.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권5호
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• pp.1135-1138
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• 2009

Hollow Sn and Pb nanoparticles have been prepared by a rapid injection of an aqueous solution of $SnCl_2$- poly(vinylpyrrolidone) (PVP, surfactant) and $Pb(OAc)_2${\cdot}$3H_2O-PVP$ into an aqueous solution of sodium borohydride (reducing agent) in simple, one-pot reaction at room temperature under an argon atmosphere, respectively. The two hollow nanoparticles have been fully characterized by TEM, HRTEM, SAED, XRD, and EDX analyses. Upon exposure to air, the black Pb hollow nanoparticles are gradually transformed into a mixture of Pb, litharge (tetragonal PbO), massicot (orthorhombic PbO), and $Pb_5O_8$. The order and speed of mixing of the reactants between the metal precursor-PVP and the reductant solutions and stoichiometry of all the reactants are crucial factors for the formation of the two hollow nanocrystals. The Sn and Pb hollow nanoparticles were produced only when 1:(1.5-2) and 1:3 ratios of the Sn and Pb precursors to $NaBH_4$ were employed with a rapid injection, respectively.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.55-61
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• 2022

본 연구에서는 용융온도가 중온계 무연 솔더인 Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)와 저온계 무연 솔더인 Sn-57Bi-1Ag를 사용하여 형성된 복합 무연 솔더 접합부의 특성에 대하여 보고 하였다. SAC305 솔더볼이 형성된 ball grid array(BGA) 패키지와 Sn-57Bi-1Ag 솔더 페이스트가 도포된 flame retardant-4(FR-4) 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 리플로우 솔더링 공정을 이용하여 복합 무연 솔더 접합부를 형성 하였다. 공정 온도 프로파일을 두 가지 형태로 달리하여 리플로우 솔더링 공정을 진행하였으며 리플로우 솔더링 공정 조건에 따른 계면 반응, 금속간화합물(intermetallic compound, IMC)의 형성, Bi의 확산 거동 등 복합 무연 솔더 접합부 계면 특성을 비교 분석 하였다. 또한, 열 충격 시험을 통하여 리플로우 솔더링 공정에 따른 복합 무연 솔더 접합부의 신뢰성 특성을 비교하고 열 충격 시험 전후 전단 시험을 진행하여 접합부의 기계적 특성 변화를 분석하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권3호
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• pp.202-208
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• 2009

The effects of aging time on the microstructure and shear strength of the Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC)/Ag pad/Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG)/BGA solder joints were investigated through isothermal aging at $150^{\circ}C$ for 1000 h with conventional Sn-37Pb and Sn-3Ag-0.5Cu. $Ni_3Sn_4$ intermetallic compound (IMC) layers was formed at the interface between Sn-37Pb solder and LTCC substrate as-reflowed state, while $(Ni,Cu)_3Sn_4$ IMC layer was formed between Sn-3Ag-0.5Cu solder and LTCC substrate. Additional $(Cu,Ni)_6Sn_5$ layer was found at the interface between the $(Ni,Cu)_3Sn_4$ layer and Sn-3Ag-0.5Cu solder after aging at $150^{\circ}C$ for 500 h. Thickness of the IMC layers increased and coarsened with increasing aging time. Shear strength of both solder joints increased with increasing aging time. Failure mode of BGA solder joints with LTCC substrate after shear testing revealed that shear strength of the joints depended on the adhesion between Ag metallization and LTCC. Fracture mechanism of Sn-37Pb solder joint was a mixture of ductile and pad lift, while that of Sn-3Ag-0.5Cu solder joint was a mixture of ductile and brittle $(Ni,Cu)_3Sn_4$ IMC fracture morphology. Failure mechanisms of LTCC/Ag pad/ENIG/BGA solder joints were also interpreted by finite element analyses.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.1-6
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• 1995

Sn-Pb계 솔더는 용접, 접합성, 가격등과, 작업성이 양호하기 때문에 전자기기 실장에 사용되어 왔고, 모든 실장장치도 Sn-Pb 솔더용으로 만들어져 있다. 그러나 솔더중의 Pb는 사용할 수 없다는 분위기가 점차 확산되고 있다. 이것은 Pb가 인체에 들어가면 중추신경을 손상시킨다고 알고 있기 때문이다. Pb의 사용 규제 조치에 대해 서는 10년전 부터 미국 국회에 몇번이나 상정된 바가 있지만, Pb피해에 대해서 입증 할 수 없다는 이유로 입안이 되지 않았지만, 실제는 대체합금이 없기 때문에 입안이 되지 않은 것으로 알려져 있다. 그러나 앞으로 5년 이내에 유예기간을 두고 2000년 이후 부터 사용을 규제할 것으로 알려져 있다. 또한 북유럽에는 Pb 솔더 금지법이 의회에 제출되어 있는 것으로 알려져 있고, 곧 OECD에서도 상정될 예정이다. 결국 지구상의 환경보호 차원에서 앞으로 Pb사용이 규제될 것임은 틀립이 없다. 따라서 Pb 가 함유되어 있지 않은 솔더의 개발은 각나라 마다 핫 이슈임에 틀림이 없다. 미국 AT&T 등에서 이미 Pb Free 솔더와 공정개발에 들어가 특허화하고 있고, 특히 유럽은 연구 개발이 왕성하여 Pb Free 솔더로서 실장한 핸더폰을 생산하는 실적까지 있다. 일본도 이미 대학, 연구소, 회사로 구성된 Pb Free 솔더 연구회가 구성되어 솔더개발 에 박차를 가하고 있다. 국내에 기업체, 연구소, 학교 등에서는 이러한 긴박감을 느 끼지 못하는 것으로 사료된다. 본 해설에서는 Sn-Pb 공정계 대체 솔더인 Pb Free 솔더 의 개발 방향과 문제점을 정리하여 기술하고자 한다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.151-156
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• 2007

In this paper, the creep characteristics of lead and lead-free solder joint were investigated using the QFP(Quad Flat Package) creep test. Two kind of solder pastes(Sn-3Ag-0.5Cu, Sn-0.2Sb-0.4Ag-37.4Pb) were applied to the QFP solder joints and each specimen was checked the external and internal failures(i.e., wetting failure, void, pin hole, poor-heel fillet) by digital microscope and X-ray inspection. The creep test was conducted at the temperatures of $100^{\circ}C$ and $130^{\circ}C$ under the load of 15$\sim$20% of average pull strength in solder joints. The creep characteristics of each solder joints were compared using the creep strain-time curve and creep strain rate-stress curves. Through the comparison, the Sn-3Ag-0.5Cu solder joints have higher creep resistance than that of Sn-0.3Sb-0.4Ag-37.4Pb. Also, the grain boundary sliding in the fracture surface and the necking of solder joint were observed by FE-SEM.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.206-207
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• 2005

Display 소재로서 유전체나 격벽재 실링재로 사용되고 있는 frit는 PbO를 주성분으로 갖는 유리가 사용되고 있다. PbO 성분이 함유된(50$\sim$85%) 구성소재는 최근 RoHS 나 WEEE 등의 환경규제 실행에 직면해 있으며, 대체재료의 개발을 위한 많은 연구가 진행되고 있다 PbO 성분을 대체할 성분으로는 $Bi_2O_3$ 계, BaO-ZnO 계, $P_2O_5$ 계 등의 성분이 주요성분으로 이루어져 있으며, PbO 성분을 함유한 유리의 저융점, 저유전율, 고 투과율, 내산성, 내전압, 팽창계수 matching 등의 특성들에 부합되는 재료를 개발하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 SnO-$P_2O_5$ 계 유리 조성을 선택하여 $R_2O_3$의 치환 및 용융분위기의 조절에 따른 저융점 유리로서의 특성과 효과에 대하여 고찰하였다.