• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.90-96
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• 2011

In this study, the characteristic of fractured portion and shape on solder joints were investigated according to the thermal shock test for Automotive Application Component using Sn-3.0Ag-0.5Cu solder, which has a outstanding property as Lead-free solder. The value of pull and shear strength was decreased in principle after 432 cycles thermal shock test. In addition, fracture mode was verified by using EDS and SEM to observe fractured shape on the solder joints before and after thermal shock. In before thermal shock test, the fracture mode revealed typically solder layer's fracture mode. In after thermal shock test, we identified multiple fracture mode of the ductile and brittle fracture. Even though same composition of solder was used to experimental for estimating. the fracture mode varied on the fracture portion's height and the directional angles of shear strength. In conclusion, we identified that mechanical strength was affected on the solder layer's fracture mode.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권2호
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• pp.80-87
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• 2008

Many researches related to the reliability of Pb-free solder joints with PCB (printed circuit board) surface finish under thermal or vibration stresses are in progress, because the electronics is operating in hash environment. Therefore, it is necessary to assess Pb-free solder joints life with PCB surface finish under thermal and mechanical stresses. We have investigated 4-points bending fatigue lifetime of Pb-free solder joints with OSP (organic solderability preservative) and ENIG (electroless nickel and immersion gold) surface finish. To predict the bending fatigue life of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder joints, we use the test coupons mounted 192 BGA (ball grid array) package to be added the thermal stress by conducting thermal shock test, 500, 1,000, 1,500 and 2,000 cycles, respectively. An 4-point bending test is performed in force controlling mode. It is considered that as a failure when the resistance of daisy-chain circuit of test coupons reaches more than $1,000{\Omega}$. Finally, we obtained the solder joints fatigue life with OSP and ENIG surface finish using by Weibull probability distribution.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.123-123
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• 2012

최근 연구되고 있는 TSV(Through Silicon Via) 기술은 Si 웨이퍼 상에 직접 전기적 연결 통로인 관통홀을 형성하는 방법으로 칩간 연결거리를 최소화 할 수 있으며, 부피의 감소, 연결부 단축에 따른 빠른 신호 전달을 가능하게 한다. 이러한 TSV 기술은 최근의 초경량화와 고집적화로 대표되는 전자제품의 요구를 만족시킬 수 있는 차세대 실장법으로 기대를 모으고 있다. 한편, 납땜 재료의 주 원료인 주석은 주로 반도체 소자의 제조, 반도체 칩과 기판의 접합 및 플립 칩 (Flip Chip) 제조시의 범프 형성 등 반도체용 배선재료에 널리 사용되고 있다. 최근에는 납의 유해성 때문에 대부분의 전자제품은 무연솔더를 이용하여 제조되고 있지만, 주석을 이용한 반도체 소자가 고밀도화, 고 용량화 및 미세피치(Fine Pitch)화 되고 있기 때문에, 반도체 칩의 근방에 배치된 주석으로부터 많은 알파 방사선이 방출되어 메모리 셀의 정보를 유실시키는 소프트 에러 (Soft Error)가 발생되는 위험이 많아지고 있다. 이로 인해, 반도체 소자 및 납땜 재료의 주 원료인 주석의 고순도화가 요구되고 있으며, 특히 알파 방사선의 방출이 낮은 로우알파솔더 (Low Alpha Solder)가 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구는 4인치 실리콘 웨이퍼상에 직경 $60{\mu}m$, 깊이 $120{\mu}m$의 비아홀을 형성하고, 비아 홀 내에 기능 박막증착 및 전해도금을 이용하여 전도성 물질인 Cu를 충전한 후 직경 $80{\mu}m$의 로우알파 Sn-1.0Ag-0.5Cu 솔더를 접합 한 후, 접합부 신뢰성 평가를 수행을 위해 고속 전단시험을 실시하였다. 비아 홀 내 미세구조와 범프의 형상 및 전단시험 후 파괴모드의 분석은 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 관찰하였다. 연구 결과 비아의 입구 막힘이나 보이드(Void)와 같은 결함 없이 Cu를 충전하였으며, 고속전단의 경우는 전단 속도가 증가할수록 취성파괴가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구를 통하여 전해도금을 이용한 비아 홀 내 Cu의 고속 충전 및 로우알파 솔더 볼의 범프 형성이 가능하였으며, 이로 인한 전자제품의 소프트에러의 감소가 기대된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제9권1호
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• pp.81-87
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• 1983

The purpose of this study was to observe and identify the phases of amalgam and to know the transformation of microstructure in the set amalgam by lapse of time. In this study, shofu spherical-D alloy was used. After trituration of amalgam alloy and mercury (Wig-L-Bug), it was filled in the stone dies. This specimens being polished and etched by usual method was observed under optical microscope using metallurgical microscope. And then X-ray diffractometer was used to analyze the phases contents and transformation of microstructure at $2{\frac{1}{2}}$ hours, 15 hours, 28 hours and 2 years after being amalgamated. The following results were obtained: 1. Shofu spherical-D alloy powder was composed of ${\gamma}$ phase, ${\epsilon}$phase and Ag-Cu eutectic phases. 2. ${\gamma}_2$ phases were appeared at $2{\theta}$ values ($32.0^{\circ}$ and $43.8^{\circ}$) in the amalgam which was analyzed at $2{\frac{1}{2}}$ hours and 15 hours after trituration with mercury. 3. In the amalgam at 28 hours, ${\gamma}_2$ phase was found at $2{\theta}$ value ($43.8^{\circ}$) at 35 hour, $r_2$ phase was appeared at $2{\theta}$ value $32.0^{\circ}$. 4. No ${\gamma}_2$ phases were observed in the 2 years old amalgam. But ${\eta}$ ($Cu_6Sn_5$) phases were found at $2{\eta}$ values $29.4^{\circ}$ and $42.4^{\circ}$.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권3호
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• pp.11-17
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• 2009

휴대폰 및 휴대기기의 낙하 충격에 대한 관심이 증가되고 있는 상황에서 솔더 볼 접합부의 낙하 충격특성은 패드의 종류와 리플로우 횟수에 영향을 받게 되어 이에 따른 신뢰성 평가가 요구된다. 이와 관련한 평 가법으로 일반적으로는 JEDEC에서 제정한 낙하충격 시험법을 사용하고 있으나 이 방법은 고 비용과 장시간이 소모되는 문제가 있어 본 연구에서는 낙하충격 특성을 간접적으로 평가하는 시험항목인 고속 전단시험을 실시하여 리플로우 횟수에 의해 성장하는 금속간 화합물 층과 OSP(Organic Solderability Preservative), ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 및 ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) 등 표면처리에 따른 고속 전단특성을 비교, 분석하였다. 그 결과 리플로우 횟수가 증가함에 따라 IMC 층의 성장으로 고속 전단강도와 충격 에너지 값은 점차 감소하였다. 리플로우 횟수가 1회일 때는 ENEPIG, ENIG, OSP 순으로 고속 전단강도와 충격 에너지 값이 높았고 8회일 때는 ENEPIG, OSP, ENIG 순으로 충격 에너지 값이 높게 측정되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권5호
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• pp.349-354
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• 1996

생물학적 난분해성 물질인 폴리비닐 알콜(PVA : Polyvinyl alcohol)을 탄소원 및 에너지원으로 이용하는 Xanthomonas campestris J2Y로부터 PVA oxidase를 생산하여 정제하기 위하여 PVA가 탄소원으로 첨가된 배지에서 진탕배양한 배양액을 원심분리한 후 상등액을 10 mM phosphate buffer(pH 7.5)로 평형시킨 DEAE -cellulose를 통과시켜 얻은 분획을 사용하여 DEAE-cellulose와 Sephadex G-150을 이용한 Gel filtration을 통하여 PVA oxidase를 정제하였다. 정제된 PVA oxidase는 polyacrylamide gel 전기영동으로 단일밴드로 확인되었으며 SDS-polyacrylamide gel 전기영동과 Sephadex G-150 column chromatography를 통해 측정한 결과 55,000 daltons 이었다. PVA oxidase의 최적 pH는 7이고 최적온도는 $37^{\circ}C$였다. 열 안정성은 $50^{\circ}C$까지는 70% 이상의 안정성을 나타내었고, pH에 대한 안정성은 5-11에서 비교적 안정하였다. 금속이온에 대한 영향은 $Ag^{2+},\;Hg^{2+},\;Sn^{2+}$ 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, $Co^{2+},\;Fe^{2+},\;Zn^{2+},\;Pb^{2+}$에서는 50% 정도의 저해를 받았다. 반면에 $Mn^{2+},\;Cu^{2+}$는 효소활성을 증가시켰다. PVA에 정제 PVA oxidase의 Km치는 $7.04{\times}10\;^2mmol/{\ell}$이었다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.177-193
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• 2009

삼광광상은 선캠브리아기 경기육괴의 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW)를 따라 충진한 8개의 괴상맥으로 구성된 중열수 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 두시기의 석영+방해석시기(광화I시기)와 방해석시기(광화II시기)로 구성된다. 광화I시기의 열수작용에 의한 변질작용은 견운모화, 녹니석화, 탄산염화, 황철석화, 규화, 및 점토화작용등이 관찰되며 견운모대는 석영맥과 접촉한 부분에서 녹니석대는 석영맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰된다. 견운모대의 모암변질광물은 대부분이 견운모 및 석영이며 일부 일라이트, 탄산염광물, 녹니석으로 구성된다. 녹니석대의 모암변질광물은 주로 녹니석, 석영과 소량 견운모, 탄산염광물 및 녹염석으로 구성된다. 견운모의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.45${\sim}$0.50(0.48$\pm$0.02)이며 백운모-펜자이트족에 해당되고 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.74${\sim}$0.81(0.77$\pm$0.03)이고 대부분 브런스비자이트에 해당된다. 견운모와 녹니석에 대한 $Al_{IV}$-FE/(FE+Mg)의 다이어그램은 변질시 같은 광종의 견운모와 녹니석의 형성온도를 나타내는 지시자로써 유용하다. 이것은 계산된 녹니석 단종의 활동도가 $a3(Fe_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=0.0275${\sim}$0.0413, $a2(Mg_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=1.18E-10${\sim}$7.79E-7, $a1(Mg_6Si_4O_{10}(OH)_6$=4.92E-10${\sim}$9.29E-7로서 삼광광상의 녹니석은 iron-rich 녹니석으로 비교적 고온 (T>450$^{\circ}C$에서 모암과 평형상태에서 온도가 감소함에 따라 형성되었음을 알 수 있다. 모암변질시 ${\alpha}Na^+$, ${\alpha}K^+$, ${\alpha}Ca^{2+}$ 및 ${\alpha}Mg^{2+}$는 각각 ${\alpha}Na^+$=0.0476($400^{\circ}C$), 0.0863($350^{\circ}C$), ${\alpha}K^+$=0.0154($400^{\circ}C$), 0.0231($350^{\circ}C$), ${\alpha}Ca^{2+}$=2.42E-11($400^{\circ}C$), 7.07E-10($350^{\circ}C$), ${\alpha}Mg^{2+}$=1.59E-12($400^{\circ}C$), 1.77E-11($350^{\circ}C$)이며 열수용액의 pH는 5.4${\sim}$6.4($400^{\circ}C$), 5.3${\sim}$5.7($350^{\circ}C$)로서 모암변질시 열수용액는 약산성이었음을 알 수 있다. 모암변질시 이득원소(부화원소)는 $TiO_2$, $Fe_2O_3(T)$,CaO, MnO, MgO, As, Ag, Cu, Zn, Ni, Co, W, V, Br, Cs, Rb, Sc, Bi, Nb, Sb, Se, Sn 및 Lu 등이며 특히 대부분의 광상에서 Ag, As, Zn, Sc, Sb, S,$CO_2$ 등의 원소가 현저하게 증가하므로 중열수 및 천열수 금-은광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권3호
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• pp.30-36
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• 2008

A flip-chip bonding system using IR laser with a wavelength of 1064 nm was developed and associated process parameters were analyzed using Taguchi methods. An infrared laser beam is designed to transmit through a silicon chip and used for transferring laser energy directly to micro-bumps. This process has several advantages: minimized heat affect zone, fast bonding and good reliability in the microchip bonding interface. Approximately 50 % of the irradiated energy can be directly used for bonding the solder bumps with a few seconds of bonding time. A flip-chip with 120 solder bumps was used for this experiment and the composition of the solder bump was Sn3.0Ag0.5Cu. The main processing parameters for IR laser flip-chip bonding were laser power, scanning speed, a spot size and UBM thickness. Taguchi methods were applied for optimizing these four main processing parameters. The optimized bump shape and its shear force were modeled and the experimental results were compared with them. The analysis results indicate that the bump shape and its shear force are dominantly influenced by laser power and scanning speed over a laser spot size. In addition, various effects of processing parameters for IR laser flip-chip bonding are presented and discussed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.949-954
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• 2011

In this study, the characteristics and error ranges of the mechanical bonding strength were analyzed according to before and after thermal shock test for various chips of automotive application component using Sn-3.0Ag-0.5Cu solder. In the after thermal shock test, the mechanical bonding strengths tend to decrease, meanwhile decreasing rates of mechanical strengths were less then 12% at specimen's bonding area below 3.5$mm^2$, and were from 17 to 21% at specimen's bonding area above 12 $mm^2$. On the other hand, Specimen's mean deviation rates were about 5% at specimen's bonding area more than 12 $mm^2$. Inversely, at specimen's bonding area is less then 3.5 $mm^2$, mean deviation rates were increased to about 8%. It means that the smaller device size is, the larger mean deviation rate. In addition, error ranges and deviation rates of the mechanical bonding strengths may differ slightly depending on their bonding area. Furthermore, process conditions as well as method of mechanical reliability evaluation should be established to reduce the error ranges of bonding strength.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권2호
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• pp.1-8
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• 2018

In the soldering industry, a variety of lead-free solders have been developed as a part of restricting lead in electronic packaging. Sn-Ag-Cu (SAC) lead-free solder is regarded as one of the most superior candidates, owing to its low melting point and high solderability as well as the mechanical property. On the other hand, the mechanical property of SAC solder is directly influenced by intermetallic compounds (IMCs) in the solder joint. Although IMCs in SAC solder play an important role in bonding solder joints and impart strength to the surrounding solder matrix, a large amount of IMCs may cause poor strength, due to their brittle nature. In other words, the mechanical properties of SAC solder are of some concern because of the formation of large and brittle IMCs. As the IMCs grow, they may cause poor device performance, resulting in the failure of the electronic device. Therefore, new solder technologies which can control the IMC growth are necessary to address these issues satisfactorily. There are an advanced nanotechnology for microstructural refinement that lead to improve mechanical properties of solder alloys with nanoparticle additions, which are defined as nano-reinforced solders. These nano-reinforced solders increase the mechanical strength of the solder due to the dispersion hardening as well as solderability of the solder. This paper introduces the nano-reinforced solders, including its principles, types, and various properties.