초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 과제는 환경에 무해한 비시안계 Cu-Zn 도금액으로 전해도금을 한 Cu-Zn 솔더젖음층을 개발하고 Cu-Zn 솔더 젖음층을 무연 솔더 접합부에 적용하여 무연 솔더 접합부의 신뢰성을 향상시키는 것을 목표로 한다.
연구결과
비시안계 Cu-Zn 도금액을 이용하여 친환경적인 Cu-xZn 솔더 젖음층을 개발하였고 최적의 조성 및 두께 조건을 도출하였다. 알카리성 pyrophosphate-tartrate 욕, 산성tartrate 욕, pyrophosphate 욕을 이용하여 Cu-xZn 도금층을 제작하였

연구의 목적 및 내용
본 과제는 환경에 무해한 비시안계 Cu-Zn 도금액으로 전해도금을 한 Cu-Zn 솔더젖음층을 개발하고 Cu-Zn 솔더 젖음층을 무연 솔더 접합부에 적용하여 무연 솔더 접합부의 신뢰성을 향상시키는 것을 목표로 한다.
연구결과
비시안계 Cu-Zn 도금액을 이용하여 친환경적인 Cu-xZn 솔더 젖음층을 개발하였고 최적의 조성 및 두께 조건을 도출하였다. 알카리성 pyrophosphate-tartrate 욕, 산성tartrate 욕, pyrophosphate 욕을 이용하여 Cu-xZn 도금층을 제작하였고 pyrophosphate 욕에서 가장 안정한 도금층을 관찰하였다. SAC 솔더와 Cu-xZn (x = 20-45 wt.%)젖음층과의 계면반응을 통해 최적화된 Cu-xZn 젖음층의 Zn 조성이 20 및 30 wt.% Zn인 것을 확인하였다. Cu-xZn 시편에서 시효 처리 시간이 증가함에 따라 전체 금속간화합물의 두께가 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며 금속간화합물의 성장 속도는 Cu>Cu-45Zn>Cu-20Zn>Cu-30Zn 순으로 빠르게 나타났다. 최적화된 Cu-xZn 젖음층과 SAC 솔더와의 젖음성 평가에서 water soluble 플럭스가 사용될 시에 Cu 젖음층과 비슷한 젖음성을 보였다.Cu-20Zn 젖음층을 솔더 접합부에 적용하여 여러 가지 신뢰성 시험을 거쳐 신뢰성을 평가하였다. 열피로 시험에서 언더필을 하지 않는 경우 Cu-20Zn 시편의 신뢰성이 Cu시편보다 우수하였다. 또한 시효 처리 전후로 낙하 충격 실험에서도 Cu-20Zn 시편의 신뢰성이 Cu 시편보다 높았으며, 시효 처리된 Cu-20Zn 시편의 신뢰성이 Cu 시편의 신뢰성보다도 뛰어났다. 비시안계에서 도금된 Cu-20Zn 젖음층의 신뢰성은 기존에 시안계에서 도금된 Cu-20Zn 젖음층과 큰 차이를 보이지 않았다. 가혹한 환경에서도 고신뢰성을 나타내는 비시안계 Cu-Zn 솔더 젖음층은 Cu 솔더 젖음층을 대체할 수 있는 유망한 솔더 젖음층이다.
연구결과의 활용계획
새로운 친환경적인 Cu-Zn 젖음층을 적용하여 형성된 고신뢰성의 무연 솔더 접합부를 개발하여 다음과 같은 파급 효과를 얻고자 한다.
1. 저가격, 고신뢰성 휴대용 기기의 수명을 연장.
2. 보다 가혹한 환경에서 사용되는 새로운 전자제품 개발을 주도.
3. 서버, 저장 매체, 네트워크 장비와 같은 고성능 장비에 적용.
4. 자동화 전장장비에 적용하여 친환경적인 자동차 개발에 응용.

Abstract ▼

Purpose&contents
The goal of the project is to develop the electroplated Cu-Zn solder wetting layer in a environment-friendly non cyanide solution and to enhance the reliability of the SAC solder joints by applying Cu-Zn solder wetting layer.
Result
In this project, we will develop the envi

Purpose&contents
The goal of the project is to develop the electroplated Cu-Zn solder wetting layer in a environment-friendly non cyanide solution and to enhance the reliability of the SAC solder joints by applying Cu-Zn solder wetting layer.
Result
In this project, we will develop the environment-friendly Cu-Zn solder wetting layer in the non-cyanide solution and to obtain the optimum composition and thickness of Cu-xZn layers. The Cu-xZn layers were fabricated in the alkaline pyrophosphate-tartrate, acid tartrate, and pyrophosphate baths and the most stable Cu-xZn layers were observed in a pyrophosphate bath. As the results from interfacial reactions between SAC solder and Cu-xZn layers, Cu-20 wt.% Zn and Cu-30 wt.% Zn layers were confirmed as the optimum composition. In all Cu-xZn specimens, overall intermetallic compounds (IMCs) thickness increased as the aging time increased. The growth rate of IMCs was in sequence of Cu>Cu-45Zn>Cu-20Zn>Cu-30Zn specimens.
In wettability test between SAC solder and optimum Cu-xZn layers, the wettablity of Cu-xZn layers was similar to that of a Cu layer when a water soluble flux was applied.We will evaluate the various reliability of the solder joints fabricated Cu-Zn solder wetting layer for optimum process conditions. In thermal cycling test without underfill, the reliablity of solder joints of Cu-20Zn specimen was superior to that of Cu specimen. In the drop impact test, the reliability of Cu-20Zn specimen was also better than that of Cu specimen before and after aging. Futhermore, the drop reliability of aged Cu-20Zn specimen was superior to that of Cu specimen. And, the drop reliability between Cu-20Zn layers electroplated in cyanide and non-cyanide solutions was similar. Therefore, Cu-Zn wetting layer is a promising alternate wetting layer with Pb-free solder for solder joints used in harsh environment.
Expected Contribution
Development of the highly reliable Pb-free solder joints by applying the new and environment-friendly Cu-Zn wetting layer
1. to increase the life of the reliable and cheap mobile devices.
2. lead to develop the new electronics which can be used in the harsh environment.
3. applicable to the high performance equipment such as server, storage, and network infrastructure equipment.
4. applicable to the automobile electronics, which lead to development of green cars.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 58
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 66
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 69
• 8. 참고문헌 ... 70
• 9. 연구성과 ... 71
• 10. 기타사항 ... 74
• 끝페이지 ... 89