플립 칩 접합용 Sn­Ag­Cu계 솔더범프의 전단피로특성에 미치는 Ag 농도의 영향(The effects of the Ag-concentration to the fatigue of "Sn-Ag-Cu" system solder for flip chip)

전문가 제언

□ 납 성분을 갖고 있는 유연 솔더를 대체하는 대표적인 친환경적 무연 솔더인 Sn­Ag­Cu계에서 핵심적으로 사용되는 Ag 성분을 검토하고 최적 함량을 도출하는 연구는 솔더 이음부의 품질향상, 신뢰성 확보와 더불어 솔더의 경제성을 높이는데 매우 중요한 기술개발로 평가된다.

□ 솔더 접합부의 신뢰성을 평가하는 방법으로는 전단 시험, 당김 시험과 같은 단순한 강도 평가에서 출발하여 열피로 시험, 반복굽힘 시험, 열충격 시험, 크리프 시험, 고온유지 시험, 이온 마이그레이션 시험, 내열성 등과 같이 장기간의 시험 및 특정 환경조건에서 수행되는 시험이 있다. Kariya 등이 실접합부의 전단 피로특성을 평가하기 위해 저주기 피로시험용으로 제안한 스플릿트보드(split board) 시험법은 전자 부품 솔더 접합부의 신뢰성을 평가하는 새로운 시도라는 점에서 의미가 크다고 본다.

□ 반복적인 일정한 소성변형으로 인하여 짧은 피로수명에서 피로파괴가 발생하는 저주기 피로현상을 규명하고 수명을 평가하기 위해서는 탄성변형 부분의 Basquin식과 소성변형 부분의 Coffin-Manson식을 정확하게 파악하는 것이 중요하며, 전변형 제어(total strain controlled)에서 오는 주기적인 거동과 특성(cyclic stress-strain response, cyclic stress flow, cyclic hardening/softening, strength-differential effect 등)을 종합적으로 검토하는 것이 필요하다.

□ 본고에서 ‘Sn­Ag­Cu계에 첨가되는 Ag 농도가 증가할수록 Ag3Sn의 입자간격이 좁아져서 강도가 증가하는 것’으로 정리되어 있는 Ag3Sn은 솔더볼과 Cu-pad 사이의 계면에서 내부로 성장하는 형태의 침상형의 금속간 화합물로서 변형률의 제어를 받는 저주기 피로과정에서 균열의 생성과 전파에 영향을 줄 것으로 보인다. 따라서 Ag 농도의 변화에 따른 Ag3Sn 금속간 화합물이 Sn­Ag­Cu 합금의 피로 특성에 미치는 영향에 관해서도 정밀한 분석을 할 필요가 있다.

저자

Yoshiharu KARIYA

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2003

권(호)

73(7)

잡지명

KINZOKU(Materials Science & Technology)(A112)

과학기술
표준분류

재료

페이지

27~31

분석자

김*태

분석물

• 플립칩 접합용 Sn­Ag­Cu계 솔더범프의 전단피로특성에 미치는 Ag 농도의 영향.pdf [206,281 byte]

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