액상 Au-Sn 솔더와 Ni 기판의 계면현상에 대한 고찰

Interfacial Microstructure Evolution between Liquid Au-Sn Solder and Ni Substrate

공정 Au-20Sn 솔더합금을 솔더링 시간과 온도를 달리하여 Ni위에서 솔더링하였다. 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 계면에 생성된 IMC의 조성, 상, 모양에 대해 조사하였다. 계면에는 (Au,Ni)₃Sn₂와 (Au,Ni)₃Sn₂의 두 가지 IMC가 생성되었다. 그 중 첫 번째 생성된 IMC인 (Au,Ni)₃Sn₂상은 솔더링 온도에 따라 모양의 변화가 관찰되었다. 이러한 모양의 변화로 인한 확산통로수의 변화는 모든 솔더링 온도에서 거의 비슷한 IMC 두께를 가지도록 한다. IMC, (Au,Ni)₃Sn₂상의 모양변화는 온도 증가에 의한 생성엔탈피의 감소 때문인데, 이는 Jackson's parameter로써 잘 설명될 수 있다.

Eutectic Au-20Sn(compositions are all in weight percent unless specified otherwise) solder alloys were soldered on the Ni substrate with various time and temperature. The composition, phase identification and morphology of intermetallic compounds(IMC) at the interface were examined using Scanning Electron Microscopy(SEM). There were two types of IMCs, (Au,Ni)₃Sn₂ and (Au,Ni)₃Sn at the interface. The transition in morphology of (Au,Ni)₃Sn₂ has been observed at 300~400℃. The morphology transition of (Au,Ni)₃Sn₂ is due to the decrease of enthalpy of formation of (Au,Ni)₃Sn₂ phase and has been explained well by Jackson's parameter with temperature. Because the number of diffusion channel is different at each soldering temperature, IMC thickness is nearly same at all temperature.