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순 Sn 도금에서의 Sn 휘스커 성장제어 기술
Mitigation Methods of Sn Whisker Growth on Pure Sn Plating 원문보기

大韓溶接·接合學會誌 = Journal of the Korean Welding and Joining Society, v.31 no.3, 2013년, pp.17 - 21  

김근수 (호서대학교대학원 나노융합기술학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Sn whiskers are one of the serious causes of the failure of electronics. Sn whiskers grow spontaneously from Sn-based, lead-free finished surfaces, even at room temperature. A primary factor of these Sn whiskers growth is compressive stress, which enhances the diffusion of Sn or other elements. The ...

주제어

#Sn whisker   #Sn plating   #Flash-coating   #Grain size   #Cu   #Cu-Zn   #Lead-free  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 되고 있다. 본고에서는 저자와 공동연구자들이 수행한 순 Sn 도금(무광택 전해도금)의 상온 부근 환경에서 성장하는 Sn 휘스커를 대상으로 한 연구내용에 국한하여 소개하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
표면코팅법은 무엇인가? 표면코팅법은 Sn 도금 직후에 금속 도금을 수십~수백nm 두께로 실시하여 도금 표면에 제2의 막을 형성시키는 방법이다. Au, Pd, Ni 등을 연속공정으로 표면코팅을 실시하면 Fig.
상온에서 발생하는 필라멘트 타입의 Sn 휘스커는 무엇이 결정립계를 따라 성장하는가? 상온에서 발생하는 필라멘트 타입의 Sn 휘스커는 근원이 Sn 도금 표면의 결정립계의 중점에서 핵생성 하는 경우가 많으며 그 하부에는 전극재료와의 계면에 비교적 조대한 계면 금속간화합물(IMC)이 결정립계를 따라 성장한다. Sn은 융점이 매우 낮은 금속으로 상온에서도 원자의 확산이 빠르기 때문에 Cu를 전극재료로 사용하는 경우, 도금 중, 도금 후의 상온보관에 의해서도 계면 금속간화합물이 성장한다.
본 연구에서 민생 전자기기를 대상으로 하는 Sn 휘스커 억제법에 대해 저자와 공동연구자들의 연구결과는? Sn 도금의 표면에 ~ 200nm 두께의 균일한 금속 층을 형성하면 Sn 휘스커의 성장을 효과적으로 억제하는 것이 가능함을 알았다. Sn 도금 구조의 영향을 검토한 결과, 1층의 주상정 구조를 다층구조로 변화시키면 상온에서 성장하는 Sn 휘스커의 억제에 비교적 유효하다는 것을 알았다. 억제하는 롤 Sn 휘스커의 억제법으로 전극재료의 종류에 따른 영향을 검토한 결과, Cu-35wt %Zn을 전극재료로 사용한 경우, 계면의 금속간화합물의 성장이 Cu의 경우 보다 매우 느리고, 계면화합물의 선택적인 성장에 의해 발생하는 Sn도금 내부의 압축응력이 작아져, Sn 휘스커가 억제되는 것으로 보인다.
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참고문헌 (6)

  1. JH. Leidecker : Electrical Failure of an Accelerator Pedal Position Sensor Caused by a Tin Whisker and Discussion of Investigative Techniques Used for Whisker Detection, Proc. 5th International Symposium on Tin Whisker, Maryland, 14, University of Maryland (2011) 

  2. K. S. Kim : Sn Whisker Research Trend in Japan, J. Microelectron. Packag. Soc., 19-4 (2012), 7-12 (in Korean) 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. K. S. Kim, K. Hamasaki, K. J. Lee, A. Baated, K. Suganuma, M. Tsujimoto : Effects of the Sn plating structure and surface coating layer on Sn whikser growth, Proc. 19th Micro-Electronic Symposium, Fukuoka, Japan, (2009), 65-68 (in Japanese) 

  4. K.S. Kim, K. Suganuma, Y. Yorikado, K.J. Lee, A. Baated, M. Tsujimoto : Effect of Substrate Materials on Sn Whisker Growth, J. Japan Research Institute for Advanced Copper-base Materials and Technologies, 49 (2010), 112-115 (in Japanese) 

  5. K. S. Kim, S. S. Kim, Y. Yorikado, K. Suganuma, M. Tsujimoto, I. Yanada : .M. Brick, A.W. Pense and R.B. Gordon : Sn whisker growth on Sn plating with or without surface treatment during the room temperature exposure, J. Alloys and Compounds, 558 (2013), 125-130 

    상세보기 crossref

  6. C. Oh, J. S. Jung, K. Y. Ku, Y. H. Yoon, U. H. Hwang, W. S. Hong : The Growth Mechanism and Mitigation Method of Sn Whiskers, Journal of KWJS, 29-4 (2011), 365-372 (in Korean) 

    원문보기 상세보기 crossref

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