무전해 니켈 도금액 pH 변화에 따른 ENIG/Sn-Ag-Cu솔더 접합부의 취성파괴 특성

Brittle Fracture Behavior of ENIG/Sn-Ag-Cu Solder Joint with pH of Ni-P Electroless Plating Solution

본 연구에서는 무전해 니켈 도금액 pH 변화에 따른 electroless nickel immersion gold (ENIG)/Sn-3.0wt.%Ag-0.5wt.%Cu(SAC305) 솔더 접합부 취성 파괴 거동에 대하여 평가하였다. ENIG 표면처리를 위한 무전해 니켈 도금액의 pH는 4.0에서 5.5로 변화 시켰다. 무전해 니켈 도금 후 Ni-P 표면 관찰 결과, 도금액의 pH가 낮아질수록 Ni-P 층 nodule 표면에 핀홀이 증가하였다. 솔더링 후 접합부 계면에서는 (Cu,Ni)6Sn5 금속간화합물이 형성되었으며, 무전해 니켈 도금액의 pH가 증가할수록 솔더접합부의 계면 금속간화합물의 두께는 증가하였다. 고속전단 시험을 통하여 ENIG/SAC305 솔더 접합부의 취성파괴 거동을 확인하였으며, 무전해 니켈 도금액의 pH가 증가할수록 솔더접합부의 전단강도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 솔더 접합부의 취성 파괴율은 pH가 5일 때 가장 높은 값을 보였다.

The behavior of brittle fracture of electroless nickel immersion gold (ENIG) /Sn-3.0wt.%Ag-0.5wt.%Cu (SAC305) solder joints was evaluated. The pH of the electroless nickel plating solution for ENIG surface treatment was changed from 4.0 to 5.5. As the pH of the Ni plating solution increased, pin hole in the Ni-P layer increased. The thickness of the interfacial intermetallic compound (IMC) of the solder joint increased with pH of Ni plating solution. The high speed shear strength of the SAC305 solder joint on ENIG surface finish decreased with the pH of the Ni plating solution. In addition, the brittle fracture rate of the solder joint was the highest when the pH of the Ni plating solution was 5.