기계적 합금화 방법으로 제조된 $Cu_5Zn_8$ -bearing Pb-free 솔더의 Cu 기판에서 젖음성 및 계면반응

Abstract

일반적으로 솔더 합금계에 Zn가 첨가되면 좋은 계면 반응을 나타내지만 Zn의 심한 산화성으로 인해 젖음 특성이 나빠지게 된다. 본 연구에서는 Zn가 첨가된 솔더의 젖음 특성을 향상시키기 위하여 $Cu_5Zn_8$ -bearing 솔더를 제안해 보았다. 먼저 기계적 합금화 방법을 이용하여 50-70um 크기의 $Cu_5Zn_8$-bearing 솔더 분말을 성공적으로 제조하였다. 그리고 inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES) 분석을 통하여 제조된 분말의 조성은 Sn-0.31Cu-0.48Zn (in wt.%)임을 확인 할 수 있었다. 분말과 RA (rosin activated type) flux를 섞은 후 $Cu_5Zn_8$ -bearing solder paste를 제작하고 이 paste를 스크린 프린팅 마스크를 이용하여 Cu 기판 위에 올린 후 반응 시켜 젖음각을 측정하였으며 동일한 방법으로 Sn-0.31Cu-0.48Zn bulk와 Sn-0.7Cu bulk의 젖음각과 비교하였다. 그리고 그 결과는 열역학적인 접근과 해석을 통해 젖음각 개선에 대한 mechanism을 제안해 보았으며, paste와 bulk의 계면 반응을 비교해 보았다.