| 초록 |
Sn-Pb솔더 접합부에서는 열피로 시 솔더 내부에서 미세 조직의 불균일 과대 성장 및 Sn의 소모 현상에 의한 연성파괴가 대부분 발생하는 것으로 알려져 있다. 반면, Sn-Ag 솔더 접합부에서는 Sn-Pb 계열의 솔더 접합부와는 달리 금속간 화합물의 생성에 의한 취성파괴 사례가 다수 보고되고 있다. 그러나, 구체적인 파괴모드를 설명할 수 있는 체계적인 미세파괴현상에 대한 연구는 아직까지 부족한 편이다. 본 연구에서는 Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu(630㎛)를 사용하여, 솔더에 대한 물리적,화학적 특성을 평가하면서 열이력에 따른 균열발생 및 전파 등 미세파괴거동을 SEM내에서 하중과 변위량을 변화시키면서 실시간으로 관찰하여 열이력에 따른 BGA 솔더 접합부의 크랙전파과정을 분석하여 그 메커니즘을 규명하고자 하였다. 미소전단시험에 의한 솔더범프의 파괴특성을 관찰한 결과, 미소크랙은 솔더부 및 솔더범프/기판 경계부에서 발생하여 전단응력을 받는 방향으로 전파되며, 시효시간이 증가함에 따라 열영향을 받은 IMC 층에 형성된 크랙이 전단응력을 받는 방향과 평행 또는 수직방향으로 전파되어 파단되었다. 파단경로는 시효초기에는 솔더내부 발생한 균열이 응력집중을 받으면서 파단이 시작되고 종료되어 연성파괴를 나타내나, 시효시간 경과함에 따라 솔더내부에서 시작된 균열은 솔더/UBM계면층에 형성된 금속간화합물 사이로 전파하여 파단되는 연성취성복합파괴가 나타나고, 시효시간이 충분히 경과하면 솔더/UBM계면층에 두꺼워진 금속간화합물층에서 크랙발생이 시작되고 종료되어 취성파괴를 일으키는 현상이 확인되었다. |
