• 대한금속재료학회지
• /
• 제47권9호
• /
• pp.580-585
• /
• 2009

The effects of shear speed and tip height on the high speed shear test of Sn-3.0wt.%Ag-0.5wt.%Cu ball joints were investigated. Solder balls of $450{\mu}m$ in diameter were reflowed at $245^{\circ}C$ on a FR4 PCB (Printed Circuit Board) in order to obtain a sample for the high-speed shear test. The UBM was comprised of Cu/Ni/Au, and the shear speed and tip height varied from 0.5 to 3.0 m/s, and from 10 to $135{\mu}m$, respectively. According to the experimental results, faster shear speed enhanced the shear strength of the solder joints, regardless of the tip height. The fraction of ductile (solder) fracture decreased when the shearing speed was raised from 0.5 to 3.0 m/s. With an increasing tip height from 10 to 50 and $135{\mu}m$, the fracture mode changed from pad lift to mixed (ductile and brittle) and ductile fracture, respectively, while the shearing energy also increased in the same order. The shear energy had a proportional relationship with the fraction of the solder fracture.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
• /
• pp.235-237
• /
• 2007

In this paper, fabrication of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping having accurate composition and behavior of intermetallic compounds(IMCs) growth at interface between Sn-Ag-Cu bumps and Cu substrate were studied. The ternary alloy of the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder was made by two binary(Sn-Cu, Sn-Ag) electroplating on Cu pad. For the manufacturing of the micro-bumps, photo-lithography and reflow process were carried out. After reflow process, the micro-bumps were aged at $150^{\circ}C$ during 1 hr to 500 hrs to observe behavior of IMCs growth at interface. As a different of Cu contents(0.5 or 2wt%) at Sn-Cu layer, behavior of IMCs was estimated. The interface were observed by FE-SEM and TEM for estimating of their each IMCs volume ratio and crystallographic-structure, respectively. From the results, it was found that the thickness of $Cu_3Sn$ layer formed at Sn-2.0Cu was thinner than the thickness of that layer be formed Sn-0.5Cu. After aging treatment $Cu_3Sn$ was formed at Sn-0.5Cu layer far thinner.

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

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
• /
• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 추계 기술심포지움
• /
• pp.141-145
• /
• 2001

Sn-3.5Ag 무연 솔더에 Cu를 첨가한 3원계 합금을 만든 후 압연과 열처리한 후 크리프 특성을 연구하였다. 모든 솔더 합금에서 1차 크리프는 거의 관찰되지 않았으며, 2차와 3차 크리프가 대부분을 차지하였고, 최소 크리프 변형율은 Cu 함량이 0.75 wt %에서 최소이었고, 응력 지수는 약 4이었으며, 파단 시간 또한 0.75 wt% Cu에서 가장 길었다. 크리프 기구는 격자 확산에 의한 전위의 상승과 전위 활주에 의한 고온 크리프임을 앞 수 있었으며, Cu의 첨가는 1 wt% 가지 연성에 큰 영향을 주지 않았으나, 1.5 wt% 첨가했을 경우 연성은 크게 감소하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.35-39
• /
• 2011

고속전단시힘의 표준화를 위한 기초 연구의 일부로 Sn-3.0wt%Ag-0.5wt%Cu 솔더 볼의 고속전단특성에 대한 연구를 수행 하였다. 고속전단 시험편 제작을 위해 직경 450 ${\mu}m$의 솔더 볼을 FR4 PCB (Printed Circuit Board) 위에 장착한 후 $245^{\circ}C$ 온도에서 리플로 솔더링을 행하였다. PCB 상의 금속 패드로는 ENIG (Electroless Nickel/mmersion Gold, i.e Cu/Ni/Au)와 OSP (Organic Solderability Preservative, Cu 패드)를 사용하였다. 고속전단 속도는 0.5~3.0 m/s 범위, 전단 팁의 높이는 10~135 ${\mu}m$ 범위에서 변화시켰다. 실험결과로서, OSP 패드의 경우 전단 팁 높이 증가에 따라 연성 파괴가 증가하였으며, 전단속도 증가에 따라 연성파괴는 감소되었다. ENIG 패드의 경우에도 전단 팁 높이 증가에 따라 연성 파괴가 증가하였다. 전단 팁 높이 10 ${\mu}m$(볼 직경의 2%)는 패드 박리 파괴가 대부분이어서 전단파면 관찰에는 부적절한 높이였다. 고속전단에너지는 OSP 및 ENIG 패드 모두 전단 팁 높이 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.51-56
• /
• 2014

솔더조인트의 신뢰성에는 인쇄회로기판의 표면처리 특성이 많은 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 ENEPIG 표면처리에서 Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu (SAC405) 솔더와 Pd 촉매 처리 시간에 따른 high speed shear 에너지 및 파괴 모드를 연구하였다. 또한 Pd 촉매 처리 시간과 무전해 Ni-P 도금의 표면 거칠기 (Ra)와의 관계를 규명하였다. Pd 촉매 처리 시간이 길어질수록 Ni-P nodule의 면적은 넓어지고, Ni-P 도금의 표면 거칠기 (Ra)는 감소한다. 이러한 영향으로 질산 기상 처리한 시편의 high speed shear 평가후 quasi-brittle과 brittle 모드의 점유율은 감소한다. 이는 Pd 촉매 처리 시간의 증가가 SAC405 솔더조인트의 신뢰도를 향상시키는 역할을 한다는 것을 나타낸다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.51-57
• /
• 2008

저 Ag 함유 Sn-Ag-Cu계 무연솔더 조성, 즉, Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 젖음 특성과 반응 특성을 Sn-1.0Ag-0.5Cu 및 Sn-3.0Ag-0.5Cu 합금 조성의 결과와 비교, 분석하였다. 또한 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 용융 특성을 시차주사열량계(differential scanning calorimeter, DSC)로 측정하고, 인장시험을 통한 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 아울러 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성의 젖음 특성을 향상시키기 위해 halide의 함유량이 많은 플럭스(flux)를 적용하거나 Sn-0.3Ag-0.7Cu 조성에 0.2wt.%의 In을 첨가하여 그 젖음 특성의 개선 정도를 분석해 보았다. 그 결과 halide 함유량이 높은 플럭스를 사용한 경우보다 미량의 In을 첨가한 경우가 $230{\sim}240^{\circ}C$의 저온 영역에서 wettability의 향상에 보다 효과적임을 관찰할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2004

자동차 전장품의 시험환경 조건이 엄격해짐에 따라, 전장품 개발 기술자들은 이에 부합하는 성능, 신뢰성, 비용 등을 고려한 보다 효과적인 제품 설계를 위해 노력하고 있다. 본 논문에서는 ECM 알루미나 기판의 플라즈마 세척 영향과 리플로우 후 Sn-37wt%Pb 솔더와 패드 접합부 계면에서 형성되는 금속간 화합물을 관찰하였다. 기판의 플라즈마 세척은 계면 접착력을 저해하였던 C에 의한 유기 잔류물 층이 제거되어 계면 접착력을 향상시키는 효과가 있다. 또한 AFM 분석 결과 도체 패드의 표면 거칠기는 304 nm에서 330 m로 증가하였다. 리플로우 과정에서 솔더와 TiWN/Cu 패드 계면에서 형성된 $Cu_6/Sn_5$는 리플로우 횟수가 증가할 수록 결정립의 크기도 조대화되었다. 솔더와 Ag-Pd 도체패드 계면에서는 세포질 형태의 $Ag_3Sn$화합물이 관찰되었다. $Ag_3Sn$은 지름이 약 0.1∼0.6 $\mu\textrm{m}$이며, 솔더 내부에서는 침상 모양도 관찰되었다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제35권3호
• /
• pp.1-6
• /
• 2017

The effect of metal turnover (MTO) of electroless Ni plating bath on the brittle fracture behavior of electroless nickel electroless palladium immersion gold (ENEPIG)/Sn-3.0wt%Ag-0.5wt%Cu(SAC305) solder joint was evaluated in this study. The MTOs of the electroless Ni for the ENEPIG surface finish were 0 and 3. As the MTO increased, the interfacial IMC thickness increased. The brittle fracture behavior of the ENEPIG/SAC305 solder joint was evaluated with high speed shear (HSS) test. The HSS strength decreased with increasing the MTO of the electroless Ni bath. The brittle fracture increased with increasing the shear speed of the HSS test. The percentage of the brittle fracture for the 3 MTO sample was much higher than that for the 0 MTO sample.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.49-55
• /
• 2011

전자기기에서의 고장 중 대부분은 작동 중 발생하는 열과 충격에 기인한다. 이 열과 충격은 PCB(Printed Board) 부품의 접합부 계면에 균열을 야기 시키고, 이 균열은 금속간 화합물(Intermetallic Compound: IMC)의 형성과 밀접한 관계를 가진다. 본 연구에서는 Sn-Ag-Cu계의 Ag함량을 변화한 Sn-1.0Ag-0.5Cu와 Sn-1.2Ag-0.5Cu 및 Sn-3.0Ag-0.5Cu의 3가지 조성의 솔더로 접합한 소재를 대상으로 1000시간 까지 등온시효(Isothermal Aging) 하였다. 등온시효 동 안 솔더(Solder)의 계면에 발생하는 IMC(Intermetallic Compound) 성장이 관찰되었으며, solder 접합부의 기계적 특성은 굽힘충격 시험법을 이용하여 평가되었다. 그 결과 시효처리 전에는 Ag 함량이 낮은 solder의 굽힘충격 특성이 우수하게 나타났으나, 시효처리 후에는 반대의 결과를 나타내었다. 이 결과는 IMC layer 주변에 생성된 미세한 $Ag_3Sn$ 및 조대한 $Cu_6Sn_5$와 관련되어, 미세한 $Ag_3Sn$이 충격을 완화한 것으로 나타나 이에 따라 굽힘충격 특성에 차이가 나타남을 알 수 있었다.