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논문KCI 등재

전기화학적 환원분석을 통한 무연 솔더합금의 산화에 대한 연구

The Oxidation Study of Lead-Free Solder Alloys Using Electrochemical Reduction Analysis

강성권|유진|조성일|Da-Yuan Shih
한국마이크로전자및패키징학회 (The Microelectronics And Packaging Society)|2005.03|마이크로전자 및 패키징학회지 (Jornal of the Microelectronics and Packaging Society)|제12권 제1호|pp. 35-40

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주제분류재료공학

초록

전자 부품에 인체에 유해한 납을 사용하지 않기 위해서 Sn을 주 원소로 한 무연 솔더 합금의 개발이 활발히 진행되고 있다. 무연 솔더 합금의 열역학적, 기계적 특성은 많이 연구되었으나 산화 거동에 대해서는 거의 연구가 되어있지 않다. 따라서 본 연구에서는 Sn 및 Sn-0.7Cu, Sn-3.5Ag, Sn-1Zn, Sn-9Zn 합금에 대해 150oC 산화 거동을 연구하였다. 전기화학적 환원 분석을 통해 표면에 형성된 산화물의 종류와 양을 분석하여 합금 원소에 따른 산화 거동을 비교하였고 XPS 표면분석을 통하여 환원 실험 결과를 뒷받침하였다. 또한 합금 원소에 따른 산화물 성장 속도를 비교하였다. Sn-0.7Cu 와 Sn-3.5Ag의 경우 Sn의 산화와 비슷한 거동을 보였다. 산화 초기에는 SnO가 형성되고 산화가 진행됨에 따라 SnO 와 SnO2가 같이 존재하되 SnO2가 우세하게 성장하였다. Zn를 포함한 Sn 합금의 경우 ZnO와 SnO2가 형성되었다. Zn의 첨가로 인해 SnO2의 형성이 촉진되었고 SnO는 억제하는 것을 발견하였다.

Abstract

The oxidation of pure Sn and Sn-0.7Cu, Sn-3.5Ag, Sn-1Zn, and Sn-9Zn alloys at 150oC was investigated. Both the chemical nature and the amount of oxides were characterized using electrochemical reduction analysis by measuring the electrolytic reduction potential and total transferred electrical charges. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was also conducted to support the results of reduction analysis. The effect of Cu, Ag and Zn addition on surface oxidation of Sn alloys is reported. For Sn, Sn-0.7Cu and Sn-3.5Ag, SnO grew first and then the mixture of SnO and SnO2 was found. SnO2 grew predominantly for a long-time aging. For Zn containing Sn alloys, both ZnO and SnO2 were formed. Zn promotes the formation of SnO2. Sn oxide growth rate of Pb-free solder alloys was also discussed in terms of alloying elements.

참고문헌 (23)

  1. "Theory of Metal Oxidation", 1 fundamentals (1976), North-Holland Publishing Company
  2. "Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions. Pergamon Press" (1966)
  3. "The Mechanics of Solder Alloy" (1993)
  4. "Solderability Assessment via Sequential Electrochemical Reduction Analysis", 24 18(1994)
  5. "Fundamentals of Microsystems Packaging" (2001), McGraw-Hill
  6. "Oxidation of Pb-Sn and Pb-Sn-In Alloys" (1990)
  7. "Handbook of Chemistry and Physics", CRC Press. 5-75.
  8. "The mechanics of solder alloy" (1993)
  9. "Potential-pH Diagrams for The Sn", H20-Cl System, 1984, ~
  10. "Surface Studies by Photoelectron Spectro-scopy", 109 (1973)
  11. "Surface Oxides on Al and Some of Their Alloys" (1976)
  12. "Oxidation of Pb - 2.9at.% Sn alloys" (1988)
  13. "A LEELS and Auger Study of the Oxidation of Liquid and Solid Tin", 134 499(1983)
  14. "The Anodic Behaviour of Tin in Alkaline solutions-1. 0.1M Sodium Borate Solution", 663 (1963)
  15. "The Role of Grain Boundaries in the Surface Segregation of Tin in Tin-Lead Alloys" (1986)
  16. "Surface Oxidation of Molten Soft Solder" (1983), E. E. de Kluizenaar
  17. "Electrochemical and In Situ Mssbauer Studies of Tin Passivation" (1985)
  18. "Method of Assessing Solderability" (1993)
  19. "The Anodic Oxidation of Metals at Very Low Current Density", 3103(1954)
  20. "Oxidation Study of Pure Tin and its Alloys via Electrochemical Reduction Analysis J. Electron. Mater. to be published in May."
  21. "Journal of the Microelectronics & Packaging Society", 3(55), pp.2004~
  22. "Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy" (1992)
  23. "High-Temperature Oxidation of Sn-Zn-Al Solder Oxidation of Metals Da-Yuan Shih전기화학적 환원 분석을 통한 무연 솔더 합금의 산화에 대한 연구 PAGE 3마이크로전자 및 패키징학회지 제12권 제1호 Journal of the Microelectronics & Packaging SocietyVol. 12", pp.50 35~255 402005

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