[논문]다양한 크기의 솔더 파우더를 이용한 솔더 페이스트의 저장안정성 향상에 관한 연구

임찬규; 권보석; 손민정; 김인영; 양상선; 남수용

doi:10.4150/kpmi.2017.24.5.395

[국내논문] 다양한 크기의 솔더 파우더를 이용한 솔더 페이스트의 저장안정성 향상에 관한 연구
A Study on the Improvement of Storage Stability of Solder Paste Using Multiple size of solder Powder 원문보기

한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.24 no.5, 2017년, pp.395 - 399

임찬규 (부경대학교 인쇄공학과) , 권보석 (부경대학교 인쇄공학과) , 손민정 (한국기계연구원) , 김인영 (한국기계연구원) , 양상선 (한국기계연구원 부설 재료연구소 분말) , 남수용 (부경대학교 인쇄공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Solder paste is widely used as a conductive adhesive in the electronics industry. In this paper, nano and microsized mixed lead-free solder powder (Sn-Ag-Cu) is used to manufacture solder paste. The purpose of this paper is to improve the storage stability using different types of solvents that are used in fabricating the solder paste. If a solvent of sole acetate is used, the nano sized solder powder and organic acid react and form a Sn-Ag-Cu malonate. These formed malonates create fatty acid soaps. The fatty acid soaps absorb the solvents and while the viscosity of the solder paste rises, the storage stability and reliability decrease. When ethylene glycol, a dihydric alcohol, is used the fatty acid soaps and ethylene glycol react, preventing the further creation of the fatty acid soaps. The prevention of gelation results in an improvement in the solder paste storage ability.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이러한 문제점을 해결하기 위해 이 연구는 solder bump의 소형화, 고집적화를 위해 nano, micro 크기의 Sn-AgCu solder powder를 혼합하여 솔더페이스트를 제조했고 그 결과 발생한 저장안정성, 신뢰성 등의 문제를 해결하기 위해 솔더페이스트의 제조 시 사용되는 solvent의 종류에 따른 저장안정성 개선을 목표로 하였고, FT-IR(Fourier transform infrared), Viscometer, ICP(Inductively Coupled Plasma) 분석을 통해 저장안정성을 평가하였다.

대상 데이터

Flux(ALPHA CVP-390, Alpha Co. U.S.A) 및 resin은(STD10, The Dow Chemical, U.S.A)을 사용하였고 solvent는 acetate계열과 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 사용하였다. 마지막으로 nano 크기의 solder powder에 존재하는 산화피막을 벗겨주기 위한 activator 역할의 유기산으로는 malonic acid가 첨가되었다.
실험에 사용된 nano 크기의 solder powder는 그림 1에 나타내었고 한국재료연구소에서 그리고 micro 크기의 solder powder는 덕산하이메탈에서 공급받았다. 각각 D₅₀=100 nm, D₅₀=2 µm의 크기의 Sn-Ag-Cu 합금이며 조성은 Sn3.0Ag0.5Cu이다.
실험에 사용된 nano 크기의 solder powder는 그림 1에 나타내었고 한국재료연구소에서 그리고 micro 크기의 solder powder는 덕산하이메탈에서 공급받았다. 각각 D₅₀=100 nm, D₅₀=2 µm의 크기의 Sn-Ag-Cu 합금이며 조성은 Sn3.

이론/모형

FT-IR(Fourier transform infrared) 분석을 통해 nano powder가 솔더페이스트에 혼합되는 유무에 따라 어떤 peak의 차가 발생하는지 분석하기 위해 사용했다. FT-IR은 간섭계를 사용하여 위상 변조한 적외선 영역의 백색광을 사용하는 적외선 분광학의 한 종류로서, 시료에 적외선을 비추어서 쌍극자 모멘트가 변화하는 분자 골격의 진동과 회전에 대응하는 에너지의 흡수를 측정하는 분석법을 말한다[10].

성능/효과

형성된 malonate들은 지방산염들을 생성시키고 지방산염들은 주위의 solvent를 흡수하게 되어 Gel화를 촉진시키게 됨을 알 수 있었다. 그에 따른 해결방안으로는 기존에 사용하던 acetate계열의 solvent를 단독으로 사용하는 것 보다 2가 알코올인 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 사용하여 지방산염과 반응시켜 Gel화를 방지할 수 있었다.
솔더페이스트에 사용되는 solvent의 종류에 따라 서로 다른 크기의 nano, micro powder를 사용하여 제조된 솔더페이스트의 저장안정성을 평가한 결과 nano Solder powder와 acid를 혼합하게 될 경우 acid가 nano Solder powder의 산화피막을 벗겨내고 malonate를 형성하게 된다. 형성된 malonate들은 지방산염들을 생성시키고 지방산염들은 주위의 solvent를 흡수하게 되어 Gel화를 촉진시키게 됨을 알 수 있었다.
솔더페이스트에 사용되는 solvent의 종류에 따라 서로 다른 크기의 nano, micro powder를 사용하여 제조된 솔더페이스트의 저장안정성을 평가한 결과 nano Solder powder와 acid를 혼합하게 될 경우 acid가 nano Solder powder의 산화피막을 벗겨내고 malonate를 형성하게 된다. 형성된 malonate들은 지방산염들을 생성시키고 지방산염들은 주위의 solvent를 흡수하게 되어 Gel화를 촉진시키게 됨을 알 수 있었다. 그에 따른 해결방안으로는 기존에 사용하던 acetate계열의 solvent를 단독으로 사용하는 것 보다 2가 알코올인 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 사용하여 지방산염과 반응시켜 Gel화를 방지할 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Sn-Ag-Cu합금은 어떠한 장점을 가지는가?	Sn-Ag-Cu합금은 현재까지 연구된 다른 solder powder들과 비교해서 젖음성, 솔더링 특성, 고강도, 신뢰성, 연성 등에서 우수한 특성을 지니고 있어[3-5, 12] 패키징 분야에서 주로 연구되고 있다.
	솔더페이스트는 어떠한 요소로 구성되어 있는가?	그 중 패키징 분야에서 솔더페이스트를 인쇄에 적용한 접합기술에 관한 연구가 활발히 연구 중이다[1]. 솔더페이스트는 solder powder, flux, resin, solvent등으로 구성되어 있고 flux는 activator, solvent, resin, a Thixo agent등을 포함한다.
	nano 크기의 solder powder중 acid의 점도변화는 어떠한 문제를 유발하는가?	이러한 점도변화는 솔더페이스트의 젖음성을 감소시키고 그 결과 PCB와 전자 부품사이의 joint불량을 야기 시킬 수 있다. 지금까지 언급했던 문제점들은 솔더페이스트의 저장안정성, 신뢰성 등에 영향을 주어 솔더페이스트의 보관기간을 감소시키고생산라인에서 갑작스런 joint 불량을 야기해 공정상에 문제를 일으킬 수 있다.

참고문헌 (17)

J. Osenbach, A. Amin, M. Bachman, F. Baiocchi, D. Bitting, D. Crouthamel, J. DeLucca, D. Gerlach, J. Goodell, C. Peridier, M. Stahley and R. Weachock: J. Electron. Mater., 38 (2009) 303.

상세보기
R. A. Islam, B. Y. Wu, M. O. Alam, Y. C. Cahn and W. Jilek: J. Alloys Compd., 392 (2005) 149.

상세보기
R. Durairaj, S. Ramesh, S. Mallik, A. Seman and N. Ekere: Materals and Design, 30 (2009) 3812.

상세보기
K. N. Tu and K. Zeng: Mater. Sci. Eng. R, 34 (2001) 1.

상세보기
I. E. Anderson: J. Mater. Sci. Mater. Electron., 18 (2006) 55.

상세보기
J. Shen and Y. C. Chan: Microelectron. Reliab., 49 (2009) 223.

상세보기
L. Ye, Z. Lai, J. Liu and A. Tholen: IEEE Trans. Compon, Packag. Manuf. Technol., 22 (1999) 299.
Macosko, Christopher W., Larson, Ronald G.: Rheology: Principles, Measurements, and Applications. Knovel(Ed.), VCH, New York (1994) 568.
T. E. F. M. Standaert, M. Schaepkens, N. R. Rueger, P. G. M. Sebel, and G. S. Oehrleinc: J. Vac. Sci. Technol., 16 (1998) 239

상세보기
P. R. Griffiths and J. A. De Haseth: Fourier Transform Infrared Spectrometry (2nd ed.), James D. Winefordner (Ed.), John Wiley & Sons, Hoboken (2007) 556.
K. Masashi, T. Takahashi, A. Kano and T. Sato: ICEPIACC, 106 (2015) 314.
S. M. L. Nai, J. V. M. Kuma, M. E. Alam, X. L. Zhong, P. Babaghorbani, M. Gupta: J. Mater Eng. Perform., 19 (2010) 335

상세보기
L. Y. Hsiao and J. G. Duh: J. Electron. Mater., 35 (2006) 1755.

상세보기
A. S. M. A. Haseeb, M. M. Arafat and M. R. Johan: Mater. Charact., 64 (2012) 27.

상세보기
Z. Gu, H. Ye, D. Smirnova, D. Small and D. H. Gracias: Small, 2 (2006) 225.

상세보기
K. Mohankumar, and A. A. O. Tay, Electronics Packaging Technology Conference 2004, EPTC2004, proceedings of 6th, 455.
M. J. Son, I. Y. Kim, S. S. Yang, T. M. Lee and H. J. Lee: Microelectron. Eng., 164 (2016) 128

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