Solderability and BGA Joint Reliability of Sn-Ag-Cu-In-(Mn, Pd) Pb-free Solders

Abstract

초 록: Sn-3.0Ag-0.5Cu 무연솔더에서 Ag 함량의 감소는 기계적 충격 신뢰성 향상에 도움이 되는 반면 솔더링성을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 저 Ag함유 무연솔더의 솔더링성 향상을 위해 In을 첨가한 Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In 4원계 조성과 여기에 미량의 Mn 및 Pd을 첨가한 무연솔더 조성에 대하여 솔더 젖음성을 평가하고, 보드 레 벨 BGA 패키지의 열싸이클링 및 기계적 충격 신뢰성을 평가하였다. Sn-1.2Ag-0.7Cu 조성에 0.4 wt% In을 첨가한 합금 의 젖음성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu에 근접한 수준으로 향상되었으나, 패키지의 열싸이클링 신뢰성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu에 미치 지 못하는 것으로 나타났다. Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In 조성에 0.03 wt% Pd의 첨가는 솔더 젖음성 및 패키지 신뢰성을 저하 시킨 반면에 0.1 wt% Mn을 첨가한 합금은 특히 기계적 충격 신뢰성이 Sn-3.0Ag-0.5Cu는 물론 Sn-1.0Ag-0.5Cu보다도 우수한 수준으로 향상되었는데, 이는 Mn 첨가가 합금의 모듈러스를 감소시킨 데에 기인하는 것으로 생각된다.

High-Speed Shear Test Characterization of Sn-Ag-Cu-In Quaternary Solder Joint

“…[1][2][3][4] 아울러 극미 량의 추가 합금원소의 첨가에 따라 Sn-1.0Ag-0.5Cu 조성 에 비해서도 훨씬 우수한 충격신뢰성 특성을 나타내는 것 으로 평가되어 향후 자동차 전장용 등의 상용 솔더 조성 으로의 적용이 기대된다. [5][6][7][8] 솔더 조인트(joint)의 전단 시험은 오랜 시간동안 솔더 링 특성(solderability)을 평가하는 가장 간단하고 기본적 인 시험법으로 사용되어 왔다.…”