Sn-Bi를 이용한 구리계 리드프레임 도금에서 도금조건에 따른 도금층 특성변화에 관한 연구 A study on effects of plating condition on the electroplating characterization in copper based leadframe coating using Sn-Bi원문보기
환경규제가 범세계적으로 시행됨에 따라 유럽과 일본을 필두로 모든 전자제품에 납(Pb)을 사용하지 않으려는 움직임이 강하게 일게 되어 납을 함유하지 않는 무연 솔더(lead-free solder)의 개발이 시급한 사안으로 등장하게 되었다. 이에 따라 최근에는 선진국을 중심으로 Sn-Pb 대체 방안에 대해 연구 개발하고 있다. 아직까지 Sn-Pb 솔더를 완벽하게 대체할 만한 무연 솔더는 확립되지 못하였으나 Sn-Bi합금 도금의 경우, 도금막의 취성 개선 및 위스커의 발생 방지를 고려해 Sn-Bi합금 도금을 Sn-Pb합금 도금 대체 도금으로 검토되고 있으며 Sn-Zn계, Sn-Ag계 및 Sn-Ag-Bi계 솔더와의 접합성이 양호해, 반도체 부품 리드 프레임의 도금에 적용되고 있다. 본 연구에서는 두 가지의 Sn-Bi ...
환경규제가 범세계적으로 시행됨에 따라 유럽과 일본을 필두로 모든 전자제품에 납(Pb)을 사용하지 않으려는 움직임이 강하게 일게 되어 납을 함유하지 않는 무연 솔더(lead-free solder)의 개발이 시급한 사안으로 등장하게 되었다. 이에 따라 최근에는 선진국을 중심으로 Sn-Pb 대체 방안에 대해 연구 개발하고 있다. 아직까지 Sn-Pb 솔더를 완벽하게 대체할 만한 무연 솔더는 확립되지 못하였으나 Sn-Bi합금 도금의 경우, 도금막의 취성 개선 및 위스커의 발생 방지를 고려해 Sn-Bi합금 도금을 Sn-Pb합금 도금 대체 도금으로 검토되고 있으며 Sn-Zn계, Sn-Ag계 및 Sn-Ag-Bi계 솔더와의 접합성이 양호해, 반도체 부품 리드 프레임의 도금에 적용되고 있다. 본 연구에서는 두 가지의 Sn-Bi 합금도금 장치를 사용하였으며, 먼저 회전 전극장치를 이용하여 기본욕 조성, 첨가제의 임계량 및 전해조건을 확립하였다. 그 후 기계적 교반효과를 정형화하기 위해 유속변화장치를 이용해 유체의 속도 변화가 피막의 표면형상, 피막 중 비스마스 함량, 전류효율에 미치는 영향을 정형화 하였다. 본 연구의 실험결과로서, 피막의 표면형상은 전류밀도가 증가할수록 조대한 결정립에서 미세한 결정으로 변화하였고, 입자조절제로 사용한 비이온계면활성제인 PF-05M을 첨가함에 따라서는 임계량 이상 첨가시 결정이 급격히 조대해 졌음을 알 수 있었다. 핵의 생성과 성장 속도가 유속에 따라 일정하게 유지되어 미세한 결정으로 일정하게 유지되는 것을 알 수 있었다. 전류효율은 전류밀도가 증가함에 따라 증가하였으며, 유속변화장치를 이용해 유체의 유속을 변화시킨 경우 유속이 증가함에 따라 전류효율이 증가하는 경향이 나타남을 알 수 있었다.
환경규제가 범세계적으로 시행됨에 따라 유럽과 일본을 필두로 모든 전자제품에 납(Pb)을 사용하지 않으려는 움직임이 강하게 일게 되어 납을 함유하지 않는 무연 솔더(lead-free solder)의 개발이 시급한 사안으로 등장하게 되었다. 이에 따라 최근에는 선진국을 중심으로 Sn-Pb 대체 방안에 대해 연구 개발하고 있다. 아직까지 Sn-Pb 솔더를 완벽하게 대체할 만한 무연 솔더는 확립되지 못하였으나 Sn-Bi합금 도금의 경우, 도금막의 취성 개선 및 위스커의 발생 방지를 고려해 Sn-Bi합금 도금을 Sn-Pb합금 도금 대체 도금으로 검토되고 있으며 Sn-Zn계, Sn-Ag계 및 Sn-Ag-Bi계 솔더와의 접합성이 양호해, 반도체 부품 리드 프레임의 도금에 적용되고 있다. 본 연구에서는 두 가지의 Sn-Bi 합금도금 장치를 사용하였으며, 먼저 회전 전극장치를 이용하여 기본욕 조성, 첨가제의 임계량 및 전해조건을 확립하였다. 그 후 기계적 교반효과를 정형화하기 위해 유속변화장치를 이용해 유체의 속도 변화가 피막의 표면형상, 피막 중 비스마스 함량, 전류효율에 미치는 영향을 정형화 하였다. 본 연구의 실험결과로서, 피막의 표면형상은 전류밀도가 증가할수록 조대한 결정립에서 미세한 결정으로 변화하였고, 입자조절제로 사용한 비이온계면활성제인 PF-05M을 첨가함에 따라서는 임계량 이상 첨가시 결정이 급격히 조대해 졌음을 알 수 있었다. 핵의 생성과 성장 속도가 유속에 따라 일정하게 유지되어 미세한 결정으로 일정하게 유지되는 것을 알 수 있었다. 전류효율은 전류밀도가 증가함에 따라 증가하였으며, 유속변화장치를 이용해 유체의 유속을 변화시킨 경우 유속이 증가함에 따라 전류효율이 증가하는 경향이 나타남을 알 수 있었다.
As the environment restriction is reinforced throughout the world, there was a strong movement not to use lead in the electronic goods in the world leaded by Europe and Japan. And the development of lead-free solder becomes an urgent topic in the plating industries. Therefore a research to replace S...
As the environment restriction is reinforced throughout the world, there was a strong movement not to use lead in the electronic goods in the world leaded by Europe and Japan. And the development of lead-free solder becomes an urgent topic in the plating industries. Therefore a research to replace Sn-Pb in plating has been focussed by many countries leaded by the advanced countries in recent years. It was not found lead-free solders to replace Sn-Pb solder in plating until now. In case of Sn-Pb alloy plating, it is now investigated to replace Sn-Pb with Sn-Bi alloy plating, considering the improvement of brittleness of coating film and prevention of development of whisker. Sn-Bi alloy has also good bonding properties with Sn-Zn, Sn-Ag, and Sn-Ag-Bi solder. Therefore it is now used to the lead frame coating in the semiconductor parts. In this experiment, two kinds of Sn-Bi alloy coating equipment were used. By using a rotating electrode equipment, bath composition, critical quantity of additives and electrolysis conditions were first established. After that, in order to standardize the effect of mechanical agitation, the effect of variation of flow rate on surface morphology of film, contents of bismuth in film, current efficiency was standardized, using flow rate variation equipment. From this research, it was found that 1) the surface morphology of film changed from coarse to fine grains as the current density increased, 2) the grain rapidly grew as non-ion surface active agent, was added beyond the critical quantity, which was used as a grain refiner, 3) nucleation and growth speed of nuclei became constant depending on flow speed and maintained fine grains, 4) the current efficiency increased as the current density increased, and 5) there was a tendency that the current efficiency increased as the flow rate increased by changing flow rate of fluid, using flow rate variation equipment.
As the environment restriction is reinforced throughout the world, there was a strong movement not to use lead in the electronic goods in the world leaded by Europe and Japan. And the development of lead-free solder becomes an urgent topic in the plating industries. Therefore a research to replace Sn-Pb in plating has been focussed by many countries leaded by the advanced countries in recent years. It was not found lead-free solders to replace Sn-Pb solder in plating until now. In case of Sn-Pb alloy plating, it is now investigated to replace Sn-Pb with Sn-Bi alloy plating, considering the improvement of brittleness of coating film and prevention of development of whisker. Sn-Bi alloy has also good bonding properties with Sn-Zn, Sn-Ag, and Sn-Ag-Bi solder. Therefore it is now used to the lead frame coating in the semiconductor parts. In this experiment, two kinds of Sn-Bi alloy coating equipment were used. By using a rotating electrode equipment, bath composition, critical quantity of additives and electrolysis conditions were first established. After that, in order to standardize the effect of mechanical agitation, the effect of variation of flow rate on surface morphology of film, contents of bismuth in film, current efficiency was standardized, using flow rate variation equipment. From this research, it was found that 1) the surface morphology of film changed from coarse to fine grains as the current density increased, 2) the grain rapidly grew as non-ion surface active agent, was added beyond the critical quantity, which was used as a grain refiner, 3) nucleation and growth speed of nuclei became constant depending on flow speed and maintained fine grains, 4) the current efficiency increased as the current density increased, and 5) there was a tendency that the current efficiency increased as the flow rate increased by changing flow rate of fluid, using flow rate variation equipment.
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