• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.1-5
• /
• 2004

다층 연성기판은 높은 전기 전도성과 낮은 절연상수로 잘 알려진 구리와 폴리이미드로 구성되어 있다. 본 연구에서는 이러한 다층연성기판을 패턴된 스테인리스 스틸 위에 구리선을 전기도금하고 폴리이미드를 코팅함에 의해서 균일한 형태의 $5{\mu}m$-pitch의 전도선을 제조하는데 성공하였다. 또한, 다층기판 형성시 비아흘은 UV 레이저로 형성시켰으며 구리와 주석을 전기 도금함으로 이를 채웠다. 그런다음 비아와 전도선이 붙은 채로 스테인리스 스틸에서 벗겨냈다. 이렇게 형성된 각각의 층을 한번에 적층하여 다층연성기판을 완성하였다. 적층시 주석과 구리사이에 고체상태 반응(Solid state reaction)이 발생하여 $Cu_6Sn_5$ and $Cu_3Sn$을 형성하였으며 비아패드에 비아가 수직으로 위치한 완전한 형태의 층간 연결을 형성하였다. 이러한 비아 형성 공정은 V형태의 비아나 페이스트 비아와 비교할 때 좋은 전기적 특성, 저가공정등의 여러 장점을 가지고 있다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.11-16
• /
• 2002

As environmental concerns increasing, the electronics industry is focusing more attention on lead free solder alternatives. In this research, we have researched wettability of intermediate solder of Sn3Ag9Bi5In, which include In and Bi and has similar melting temperature to Sn37Pb eutectic solder. We investigated the wetting property of Sn3Ag9Bi5In. To estimate wettability of Sn3Ag9Bi5In solder on various substrates, the wettability of Sn3Ag9Bi5In solder on high-pure Cu-coupon was measured. Cu-coupon that plated Sn, Ni and Au/Ni and Si-wafer adsorbed Ni/Cu under bump metallurgy on one side. As a result, the wetting property of Sn3Ag9Bi5In solder is a little better than that of Sn37Pb and Sn3.5Ag.

• 한국재료학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.288-294
• /
• 1999

솔더 범프를 사용하는 플립 칩 접속기술에서 범프와 칩 사이에 위치하는 금속 충들의 조합을 UBM(Under Bump Metallurgy)라고 부르며 이 UBM을 어떤 조합으로 사용하는 가에 따라 접속의 안정성이 크게 좌우된다. 본 연구에서는 UBM중에서 솔더 접착 층으로 사용되는 구리 층의 두께를 $1\mu\textrm{m}와 5\mu\textrm{m}$로 하는 한편 barrier 층으로 사용되는 금속 층을 Ti, Ni, Pd으로 변화시키면서 이들 UBM과 공정 납-주석 사이의 계면반응을 살펴보았다. 이를 위해 $100\mu\textrm{m}$ 크기의 솔더 범프를 전해도금법을 사용하여 제작하고 리플로 횟수와 시효시간에 따른 각 UBM에서의 금속간 화합물의 성장을 관찰하였다. $Cu_6Sn_5 \eta'$-상 금속간 화합물이 모든 조건에서 형성되었고 Cu층의 두께가 $5\mu\textrm{m}$로 두꺼운 경우에는 $Cu_3Sn \varepsilon$-상도 관찰되었다. Pd을 사용한 UBM 구조에서는 시효 처리시에 $Cu_6Sn_5$ 상 아래쪽에 $PdSn_4$상이 형성되었다. 또한 이들 계면에서의 금속간 화합물의 성장은 솔더 범프의 접속강도 값과 밀접한 관계를 가진다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
• /
• pp.30-32
• /
• 2006

The interfacial reaction and reliability of eutectic Sn-Pb and Pb-free eutectic Sn-Ag ball-grid-array (BGA) solders with an immersion Ag-plated Cu substrate were evaluated following isothermal aging at $150^{\circ}C$. During reflowing, the topmost Ag layer was dissolved completely into the molten solder, leaving the Cu layer exposed to the molten solder for both solder systems. A typical scallop-type Cu-Sn intermetallic compound (IMC) layer was formed at both of the solder/Cu interfaces during reflowing. The thickness of the Cu-Sn IMCs for both solders was found to increase linearly with the square root of isothermal aging time. The growth of the $Cu_3Sn$ layer for the Sn-37Pb solder was faster than that for the Sn-3.5Ag solder, In the case of the Sn-37Pb solder, the formation of the Pb-rich layer on the Cu-Sn IMC layer retarded the growth of the $Cu_6Sn_5$ IMC layer, and thereby increased the growth rate of the $Cu_3Sn$ IMC layer. In the ball shear test conducted on the Sn-37Pb/Ag-plated Cu joint after aging for 500h, fracturing occurred at the solder/$Cu_6Sn_5$ interface. The shear failure was significantly related to the interfacial adhesion strength between the Pb-rich and $Cu_6Sn_5$ IMC layers. On the other hand, all fracturing occurred in the bulk solder for the Sn-3.5Ag/Ag-plated Cu joint, which confirmed its desirable joint reliability.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.2067_2068
• /
• 2009

Resistivity changes and intermetallic growth after thermal aging of Matter tin-plated copper sheet for current collector in fuel cell were investigated to survey the diffusion of Cu into Sn in interface and surface. The results show that the intermetallic growth and resistivity depended on thermal aging temperature and dwell time. In Sn plate on a Cu substrate, $Cu_6Sn_5({\mu})$ and $Cu_3Sn({\varepsilon})$ intermetallics layer were formed at plate/substrate interface. $Cu_6Sn_5({\mu})$ intermetallics layer gradually changed $Cu_3Sn({\varepsilon})$. Moreover Cu get through Sn layer and it was diffused in the surface at $200^{\circ}C$. On the other hand, only $Cu_3Sn({\varepsilon})$ intermetallics layer were formed at plate/substrate interface at $300^{\circ}C$. Consequently, the intermetallics formation, thermal condition and oxidation of surface, causes increase in the resistivity of Tin-plated copper sheet.

• 전기학회논문지
• /
• 제58권8호
• /
• pp.1559-1565
• /
• 2009

Resistivity changes and intermetallic growth after thermal aging of Matter tin-plated copper sheet for current collector in fuel cell were investigated to survey the diffusion of Cu into Sn in interface and surface. The results show that the intermetallic growth and resistivity depended on thermal aging temperature and dwell time. In Sn plate on a Cu substrate, Cu6Sn5(${\mu}$) and Cu3Sn(${\varepsilon}$) intermetallics layer were formed at plate/substrate interface. Cu6Sn5(${\mu}$) intermetallics layer gradually changed Cu3Sn(${\varepsilon}$). Moreover Cu get through Sn layer and it was diffused in the surface at $200^{\circ}C$. On the other hand, only Cu3Sn(${\varepsilon}$) intermetallics layer were formed at plate/substrate interface at $300^{\circ}C$. Consequently, the intermetallics formation, thermal condition and oxidation of surface, causes increase in the resistivity of Tin-plated copper sheet.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.104.1-104.1
• /
• 2018

열전소자는 열전현상을 이용한 재료로서 여기서 열전현상이란 열을 전기로 또는 전기를 열로 바꿀 수 있는 에너지 변환 현상을 의미한다. 그 중 Bi-Te계 열전소자는 $200^{\circ}C$이하의 온도에서 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 열전 모듈 제작시 Bi-Te 소자는 구리 기판에 접합하여 사용하게 되는데 이 때 솔더의 성분인 Sn과 기판의 Cu는 소자내로 확산하여 금속간 화합물을 형성한다. 이렇게 형성된 금속간 화합물은 접합강도를 저하시키는 원인뿐만 아니라 열전 성능을 저하시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 접합강도와 열전성능의 저하를 막기 위해 BiTe 소자의 표면에 $4{\mu}m$두께의 Ni-P 도금 공정을 추가하여 Ni-P 도금층이 Cu와 Sn의 확산을 막는 방지층 역할을 하게 한다. 그리고 도금한 소자를 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$로 커팅하여 구리 기판에 접합하여 열전 모듈을 제작하였다. 제작된 열전모듈의 단면을 EPMA분석한 결과 Ni-P 도금층이 확산방지층으로 잘 작용되었음을 확인하였다. 또한 접합강도 측정결과 도금을 하지 않은 Bi-Te소자에 비해 접합강도가 향상되었음을 확인하였다. 따라서 Ni-P도금을 실시함으로서 금속간 화합물 형성을 억제하고 열전모듈의 성능과 접합강도를 향상시킬 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
• /
• pp.218-220
• /
• 2006

Sn-3.0Ag-0.5Cu solder is widely used as micro-joining materials of flip chip package(FCP) because of the fact that it causes less dissolution and has good thermal fatigue property. However, compared with ternary electroplating in the manufacturing process, binary electroplating is still used in industrial field because of easy to make plating solution and composition control. The objective of this research is to fabricate Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping having accurate composition. The ternary Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping could be made on a Cu pad by sequent binary electroplating of Sn-Cu and Sn-Ag. Composition of the solder was estimated by EDS and ICP-OES. The thickness of the bump was measured using SEM and the microstructure of intermetallic-compounds(IMCs) was observed by SEM and EDS. From the results, contents of Ag and CU found to be at $2.7{\pm}0.3wt%\;and\;0.4{\pm}0.1wt%$, respectively.

• 한국표면공학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.216-226
• /
• 2005

Pb-Free Technology was born with environmental problems of electronic component, Being connected by big and small project of every country. Also, in each country environment is connected and various standards of IEC, ISO, MIL, JIS, KS, JEDEC, EIAJ etc. All products can divide at solder part and finishing part These can tested each and synthetically divide. This research is reliability evaluation for three kind of ph-free SnCu solder plating solution and it's deposit. First, executed analysis about Pure Sn, SnCu solutions and plating surface by way similar to other plating solution analysis. Next, executed reliability about test method and equipment for reliable analyzer system construction. Next, data comparison and estimation, main estimation test method and item's choice. In this paper the systematic surface analysis and reliability for plating solutions and it's deposit in metal surface finishing processes could be shown.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

본 실험에서는 두가지 리플로 시스템에 따라 솔더 범프 내에 생성되는 금속간 화합물의 성장거동에 대하여 연구하였다. 산화막이 증착된 Si 기판 위에 직류 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 Ti(50 nm), Cu($1{\mu}m$), Au(50 nm), Ti(50 nm)의 박막을 형성한 후, 전해 도금을 이용하여 $5{\mu}m$두께의 Cu 범프와 $20{\mu}m$ 두께의 Sn 범프를 형성하였다. 급속열처리장치(RTA)와 일반 리플로를 이용하여 전해 도금으로 형성된 Sn($20{\mu}m$)/Cu($5{\mu}m$) 범프를 동일한 온도에서 각각 리플로 공정을 진행한 결과, 급속열처리장치를 이용하여 리플로를 할 때, 플럭스를 사용하지 않고 범프로 형성할 수 있었으며, 솔더 계면에 형성된 금속간 화합물이 일반 리플로의 경우보다 더 얇게 형성되었다.