미세조직이 Sn계 무연솔더의 크리프 특성에 미치는 영향

Abstract

SnAg, SnAgCu, SnCu 무연솔더합금을 주조 상태에서 냉간압연한 후 열적으로 안정화한 시편(TS)과, 실제 솔더 범프와 유사한 미세구조의 수냉에 급속 냉각(WQ)된 시편 두가지를 100oC에서 크리프실험을 행하였다. 급속냉각한 시편의 냉각속도는 140~150 K/sec로 primary β-Sn 크기가 TS 시편보다5~10배 정도 작았으며, 기지내 primary β-Sn이 차지하는 분율은 증가하였다. 반면에 공정상 내의 Ag3Sn상의 크기는 더 작아졌다. 크리프 실험 결과 WQ 시편의 최소크리프 변형율 속도( min)가 TS 보다 약 102배 정도 작았으며, 더 큰 파괴시간을 보였다. TS-SnAg의 크리프파괴는 Ag3Sn 또는 Cu6Sn5에서의 공공의 핵생성, power-law 크리프에 의한 공공의 성장, 그리고 크리프 공공의 상호 연결로 일어났으며, WQ-SnAgCu는 시편이 두께가 얇아 네킹에 의해 파괴가 일어났다.