[논문]Sn-Ag계 무연솔더의 연구개발동향

Sn-Ag계 무연솔더의 연구개발동향
Research Trends of Sn-Ag Based Pb-Free Solders 원문보기

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본 고에서는 환경친화형 재료로서 금후 가장 유력한 무연솔더 후보 합금인 Sn-Ag계 합금을 중심으로 무연 솔더의 개발동향에 대해 기술하고자 한다.
이 상에서 Sn-Ag계 무연솔더의 연구개발 동향에 관하여 간략히 살펴 보았다. 이들 합금들은 아직 Sn-37Pb 기준 솔더 합금과 동등한 수준은 아니라고 할지라도 대체 솔더로는 가장 유력한 것들 중의 하나라고 할 수 있을 것이다.

접합 결과를 좀 더 자세히 조사하기 위하여 reflow peak 온도와 컨베이어속도에 따라 접합조건이 가장 좋을 때 (260℃-0.6m/min)와 좋지 않을 때 (250℃- 0.7m/min)의 시편을 선정하여 SEM 사진을 찍어 금속 간 화합물 및 시편내부의 조직을 관찰하였다.

6에서 보듯이, peak 온도를 230℃- 0.7m/min에서 260t?-0.6m/min로 리플로 온도가 증가하고 컨베이어 속도가 감소할수록, 즉 솔더볼이 받는 열량이 증가할수록 금속간 화합물의 두께는 4.2㎛ m에서 4.4㎛까지 증가하였다.
Reflow peak 온도를 230℃에서 260 P로 증가시킴에 따라 전단강도는 227gf에서 603gf로 증가하였으며, 최고강도는 250℃에서의 617gf이다. Fig. 8로부터 솔더링의 최적온도는 250P인 것으로 판단되어, peak 온도를 250℃로 고정시키고 컨베이어 속도를 변화시키며 솔더볼의 접합실험을 행한 결과, Sn-3.5Ag-0.7Cu 솔더볼의 접합부 전단강도는 컨베이어 속도를 0.6m/min에서 0.9m/min으로 증가시킴에 따라 617gf에서 189gf로 감소하였다. 이것은 솔더볼이 받는 열량이 적어짐에 따라 솔더가 충분히 패드와 반응할 만큼 용융되지 못하여 접합강도가 떨어지는 것으로 판단된다.

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