In-l5Pb-5Ag 솔더와 Au/Ni Surface Finish와의 반응 특성 및 접합 신뢰성 평가

• 영문명: bility Evaluation of Solder Joint
• 발행기관: 한국마이크로전자및패키징학회
• 간행물 정보: 『마이크로전자 및 패키징학회지』제9권 제4호, 1~9쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 산업공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2002.12.31

국문 초록

Ball grid array (BGA) substrate 상의 0.5 μmAu/5 μmNi/Cu 층으로 구성된 접촉 패드(pad)와 In-15(wt.%)Pb-5Ag 솔더 볼 사이에서 리플로우 및 고상 시효동안 일어나는 금속학적 반응 특성이 조사되었다. 1-5 분의 리플로우 시간에 따라 솔더/패드 계면에서 AuIn₂ 또는 Ni-In 금속간 화합물층이 형성됨이 관찰되었다. 리플로우 동안 용융 In-l5Pb-5Ag 솔더 내로의 Au 층의 용해 속도는 2× 10⁻³ μm/sec 정도로 측정되어 공정 Sn-37Pb와 비교하여 매우 느린 것으로 관찰되었다. 130℃에서 500시간의 고상 시효 후에는 초기 리플로우 시간에 관계없이 Ni₂₈In₇₂ 금속간 화합물층이 약 3 μm까지 성장하였다. 이를 통하여 솔더 합금에서의 In 원자들은 아래의 Ni 층과 반응하기 위하여 리플로우 동안 형성된 AuIn₂상을 통하여 확산하는 것으로 관찰되었다. 미세구조 관찰과 전단 시험을 통하여 In-l5Pb-5Ag합금의 경우는 Sn-37Pb 조성과는 달리 Au/Ni surface finish 상에 사용시에도 솔더 접합부에서의 Au-embrittlement를 야기 시키지 않는 것으로 분석되었다.

영문 초록

The metallurgical reaction properties between the pad consisted of 0.5 μmAu/5 μmNi/Cu layers on a conventional ball grid array (BGA) substrate and In-15 (wt.%)Pb-5Ag solder ball were characterized during the reflow process and solid aging. During the reflow process of 1 to 5 minutes, it was observed that thin AuIn₂ or Ni-In intermetallic layer was formed at the interface of solder/pad. The dissolution rate of the Au layer into the molten solder was about 2× 10⁻³ μm/sec which is remarkably low in comparison with a eutectic Sn-37Pb solder. After solid aging treatment for 500 hrs at 130℃, the thickness of Ni₂₈In₇₂ intermetallic layer was increased to about 3 μm in all the conditions nevertheless the initial reflow time was different. These result show that In atoms in the solder alloy were diffused through the AuIn₂ phase to react with underlaying Ni layer during solid aging treatment. From the microstructural observation and shear tests, the reaction properties between In-15Pb-5Ag alloy and Au/Ni surface finish were analyzed not to trigger Au-embrittlement in the solder joints unlike Sn-37Pb composition.

목차

1. 서론

2. 실험 방법

3. 결과 및 고찰

4. 결론

감사의 글

참고문헌

키워드

In-l5Pb-5Ag solder reflow Au dissolution aging Au-embrittlement