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국문 초록 Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (이하, Sn-8Zn-3Bi) 솔더의 장기 신뢰성을 평가하기 위하여 열 충격 시험 및 고온고습시험을 행하였다. 열 충격 시험은 -40℃에서 80℃범위에서 1000 사이클 동안 하였고 고온 고습 시험은 85℃/85RH 조건에서 1000 시간 동안 하였다. 접합 기판으로는 각각 OSP (Organic Solderability Preservative), ...

국문 초록 Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (이하, Sn-8Zn-3Bi) 솔더의 장기 신뢰성을 평가하기 위하여 열 충격 시험 및 고온고습시험을 행하였다. 열 충격 시험은 -40℃에서 80℃범위에서 1000 사이클 동안 하였고 고온 고습 시험은 85℃/85RH 조건에서 1000 시간 동안 하였다. 접합 기판으로는 각각 OSP (Organic Solderability Preservative), Sn 그리고 Ni/Au 처리를 한 PCB(Printed Circuit Board) 패드를 사용하였다. 접합에 사용한 부품은 QFP(Quad Flat Package)로 Cu 리드에 Sn-3wt%Bi를 도금하여 사용하였다. 솔더링 후 QFP 리드의 인장 접합 강도와 솔더링부에서 Zn상의 변화를 관찰하였다. 측정결과, Sn-8Zn-3Bi 솔더의 초기 인장 접합 강도는 기판의 표면처리에 상관없이 약 16N이었다. 그러나 열충격 시험 1000 사이클 후에는 모든 기판에서 약 14N까지 감소하였다. 반면에 고온 고습 시험 1000시간 후에는 기판의 표면처리에 상관없이 약 6N까지 급격히 감소하였다. 고온 고습 시험시 이러한 강도의 급격한 감소는 솔더 내에 Zn의 산화물 속에서 발견된 크랙 때문이라고 생각된다. Zn 상은 Sn-8Zn-3Bi 솔더 내에서 초기에 침상으로 존재하지만 고온 고습 시험 1000시간 후에는 가지모양으로 변하는 것을 확인하였다. key word: Sn-8wt%Zn-3wt%Bi, lead free solder, Zn-phase, joint strength, high temperature humidity test Abstract In order to evaluate long term reliabilities of Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (hereafter, Sn-8Zn-3Bi) solder, thermal shock (TS) test and high temperature humidity (HTH) test were applied to the solder joint. TS test was carried out up to 1,000 cycles between -40℃ to 80℃, and HTH was performed at 80℃ up to 1,000hrs with relative humidity of 85%. The PCB (Printed Circuit Board) pads for bonding substrates were finished by OSP (Organic Solderability Preservative), Sn and Ni/Au. A QFP (Quad Flat Package) was used for a bonding specimen with its lead of Cu being plated by Sn-3wt%Bi. The joint strength of the QFP lead soldered on the pad was estimated by pull test, and Zn-phase behavior in solder joint was also examined. As experimental results, the pull strengths of Sn-8Zn-3Bi joints as soldered state were about 16N with irrespective of pads coatings. However, the strength after TS test of 1,000 cycles decreased to around 14N. Meanwhile, the pull strengths after HTH test to 1,000hrs drastically deceased to around 6N with irrespective of the pads coatings. The reason of drastic decrease of the pull strength after HTH test was proved to be a crack that was observed along the zinc oxide-phase in solder. The initial Zn-phase of acicular shape in the Sn-8Zn-3Bi solder changed to a line-upped branch type after HTH test of 1,000 hr. Key words : Sn-8wt%Zn-3wt%Bi, lead free solder, Zn-phase, joint strength, high temperature humidity test

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