전기화학적 환원분석을 통한 무연 솔더합금의 산화에 대한 연구

Abstract

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.