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Korean Journal of Materials Research, Vol.9, No.9, 926-931, September, 1999
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Sn-3.5Ag/Alloy42 리드프레임 땜납접합의 미세조직과 접합특성에 관한 연구
A Study on the Microstructure and Adhesion Properties of Sn-3.5Ag/Alloy42 Lead-Frame Solder Joint
김시중, 배규식
  • 수원대학교 전자재료공학과
Si-Jung Kim, and Kyoo-Sik Bae
  • Department of Electronic Materials Engineering, The University of Suwon, Korea
초록
Sn-3.5g 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합 (solder joint)하고 미세조직, 젖음성, 전단강도, 시효 효과를 측정하여 비교하였다. Cu의 경우, 땜납의 Sn기지상안에 Ag(sub)3Sn과 Cu(sub)6Sn(sub)5상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에는 1 2μm 두께의 Cu(sub)6Sn(sub)5 상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에 낮은 밀도의 Ag 3 Sn 상만이, 그리고 계면에는 0.5 1.5μm 두께의 FeSn 2 이 형성되었다. 한편, Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 퍼짐면적은 크고 접촉각은 작아 더 우수한 젖음성을 나타내었으나, 전단강도는 35%, 연산율은 75%로 낮았다. 180 ? C 에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면 η?Cu 6 Sn 5 층외에 ξ?Cu 3 Sn 층이 성장하였고, Alloy42 리드프레임에는 기지상내에 Ag 3 Sn 이 구형으로 조대하게 성장하였고, 계면에는 FeSn 2 층만이 약 1.5μm 로 성장하였다.
The microstructure, wettability, shear strength and aging effect of Sn-3.5Ag/Cu and Alloy42 lead-frame solder joints were measured for comparison. In the case of Sn-3.5Ag/Cu, Ag 3 SnandCu 6 Sn 5 phases in the matrix Sn and 1 2μm thick Cu 6 Sn 5 phase at the interface of solder/lead-frame were formed. In the case of Sn-3.5Agl Alloy42, only AgJSn phase of low density in the matrix Sn and 0.5 1.5μm thick FeSn 2 , phase at the interface of solder/leadframe were formed. Comparing to Cu, Alloy42 showed wider area of spread and smaller contact angle, thus better wet­tability. But shear strength and ductility of Alloy 42 solder joints were only 33% and 75% of those of Cu, respectively After aging at 180 ? C for 1 week, ξ?Cu 3 Sn layer on η?Cu 6 Sn 5 layer was formed on Cu lead-frame, while coarsened cir­cular Ag 3 Sn phase in the matrix and thickened FeSn 2 , at the interface were formed on Alloy42 lead- frame.
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