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합금원소 첨가에 따른 저온용 Sn-40Bi 솔더의 기계적 물성 평가

저작시기 2010.01 |등록일 2010.01.12 한글파일한글 (hwp) | 13페이지 | 가격 2,000원

소개글

신소재 공학부 학사 논문입니다

목차

1. 서 론
1.1 솔더링

1.1.1 솔더링의 정의
1.1.2 솔더링의 원리
1.1.3 무연 솔더 합금
1.2 기술의 동향
1.2.1 Sn-Bi 계
1.2.2 Sn-Ag 계
1.2.3 Sn-In 계
1.3 연구의 목적
2. 이론적 배경

2.1 Based Sn-Bi 에서 합금원소 Cu의 첨가
2.2 Based Sn-Bi에서 Ag의 첨가

3. 실험 방법

3.1 합금설계
3.2 Polishing
3.3 인장 시험 시편 제작

3.4 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)
3.5 인장 시험
4. 실험 및 고찰
4.1 EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)를 통한 미세구조 관찰
4.2 인장 시험을 통한 최대 인장강도 및 ductility 비교

5. 참고문헌

본문내용

1. 서 론
1.1 솔더링

1.1.1 솔더링의 정의

솔더링(soldering)은 현재 전자기기 제조에 필수적인 접합법이다. 브레이징(brazing)의 일종으로서, 450°C 이하의 온도에서 두 이종재료를 저융점 삽입 금속을 녹여서 접합하는 접합 방식이다. 이 접합법은 Pb-Sn 제조 공정으로 오랫동안 처리되어 왔으나, 납의 유해성으로 인한 사용 규제화 방침에 따라 최근 free Pb, 인체 유해 원소가 포함되지 않는 솔더(solder) 개발에 관한 연구가 증가하고 있다. 솔더링의 장점은 공정비용이 비교적 저가이며, 접합방법이 간단하다는 것과 부품교체의 용이성, 공정의 안정성, 대량생산의 용이성 등을 들 수 있다.

1.1.2 솔더링의 원리

솔더링은 융점 450°C 이하의 연납을 사용하여 금속면 사이의 모세관 현상에 의해서 솔더가 전체적으로 퍼지게 해서 접합하는 접합법이다. 그러므로 좋은 솔더링을 위해서는 젖음성이 좋아야 하고, 확산이 잘 되어 접합성이 좋아야 한다. 또한 새로운 합금에 대한 신뢰성을 솔더링성에 포함하는 경우도 있다. 그러므로 솔더링성은 젖음성(wettability), 접합성(bondability), 신뢰성(reliability)의 조합으로 고려될 수 있다.

1.1.3 무연 솔더 합금

전자 부품에서 납의 사용이 제한되면서 지금까지 가장 널리 사용되던 eutectic 또는 near-eutectic Pb-Sn 솔더를 대체할 만한 솔더 재료는 없었다. 하지만 무연 솔더에 대한 많은 연구 결과 Pb-Sn을 대체 할 수 있는 여러 종류의 솔더 합금 재료들이 개발되어 적용되고 있다. Table 1은 지금까지 발표된 여러 무연 솔더의 종류 및 융점을 보여주고 있으며 Table 2는 널리 사용되는 무연 솔더의 인장특성을 보여주고 있다.
Table. 1 Lead-Free Solder Alloys Classification



Table. 2 Tensile Properties of Lead-Free Solders


1.2 기술의 동향

현재까지 전자 부품 실장에 사용되는 솔더 합금들 중에서 Sn-Pb 계 솔더는 취급이 용이하고 낮은 가격 및 솔더 재료서의 우수한 특성(기계적 및 전기적 특성, 접합성 등 때문에 산업계에서 가장 널리 사용되고 있다. 그러나 Pb의 인체에 대한 유해성과 환경 보존적인 관점에서 Pb의 사용을

참고 자료

1. J. M. Yoon : Mechanical properties of Sn-Bi-Ag Lead-free Solder, Department of Materials Science and Engineering(1996)
2. 이창배 : Sn-Bi 및 Sn-3.5Ag계 솔더의 젖음성 및 계면 반응에 관한 연구: 성균관대학교 대학원(1999).
3. 이왕주 : 저온솔더를 이용한 무연솔더 접합부의 보드레벨 신뢰성에 대한 연구 .한양대학교 대학원(2004).
4. M. McCORMACK*, H.S. CHEN, G.W. KAMMLOTT, and S. JIN : Significantly Improved of Bi-Sn Solder Alloys Mechanical Properties by Ag-Doping, Journal of Electronic Materials, VoI. 26, No. 8, (1997).
5. Fay Hua, Zequn Mei, Judy Glazer, and Ayn Lavagnino : Eutectic Sn-Bi as an Alternative Pb-Free Solder,
6. F, Hua, Z. Mei and J. Glazer : “Eutectic Sn-Bi as
Alternative to the Pb-free solders” 48th Electronic
Components and Technology Conference, 1998, pp. 277-283
7. Hisaaki Takao , Akira Tamada, Gideo Gasegawa : Mechanical Properties and Solder Joint Reliability of Low-Melting Sn-Bi-Cu Lead Free Solder Alloy, R&D review of Toyota CRDL Vol.39 No.2 p.49-56 (2005)
8. Official J. of the European Union, 45-C90E(2002).
9. 강정윤 : Pb Free Solder 개발에 대한 연구동향Withdrawal Force Curve of the Wetting, IEEE, Trans. Component and Packaging Technology, Vol. 22, No. 3(1999).
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