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OSP 표면처리의 열적 열화에 따른 Cu/SnAgCu 접합부의 접합강도
Bonding Strength of Cu/SnAgCu Joint Measured with Thermal Degradation of OSP Surface Finish

홍원식    (전자부품연구원 부품소재물리연구센터   ); 정재성    (전자부품연구원 부품소재물리연구센터   ); 오철민    (전자부품연구원 부품소재물리연구센터  );
  • 초록

    무연 리플로우 공정 횟수에 따른 organic solderability preservative(OSP) 표면처리 두께변화 및 열화현상을 분석하였다. 무연솔더 접합부의 접합강도에 미치는 OSP 표면처리의 열화특성을 SnPb 표면처리 경우와 비교하여 조사하였다. 또한 리플로우 pass에 따른 무연솔더 접합강도 열화분석을 위해 OSP 및 SnPb 표면처리된 FR-4 재질 PCB를 각각 1-6회 리플로우 처리하였다. 이후 각 리플로우를 거친 PCB 위에 2012 칩 저항기를 실장한 후 접합강도 변화를 측정하였다. 그 결과, 리플로우 공정 중 열 노출에 의해 OSP 코팅두께가 감소되는 것이 관찰되었고, 코팅두께의 변화 및 OSP 코팅 층의 산화를 유발함으로써, 솔더의 젖음성이 감소될 수 있음을 확인할 수 있었다. OSP 열화에 따른 솔더 접합강도는 SnPb 표리처리시 평균 62.2 N 이였으며, OSP의 경우는 약 58.1 N 이였다. 리플로우 공정 노출에 따라 OSP 코팅 층은 열분해 되지만, 솔더 접합부의 접합강도 측면에서는 산업적으로 적용 가능성을 확인할 수 있었다.


    Bonding strength of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder joint due to degradation characteristic of OSP surface finish was investigated, compared with SnPb finish. The thickness variation and degradation mechanism of organic solderability preservative(OSP) coating were also analyzed with the number of reflow process. To analyze the degradation degree of solder joint strength, FR-4 PCB coated with OSP and SnPb were experienced preheat treatment as a function of reflow number from 1st to 6th pass, respectively. After 2012 chip resistors were soldered with Sn-3.0Ag-0.5Cu on the pre-heated PCB, the shear strength of solder joints was measured. The thickness of OSP increased with increase of the number of reflow pass by thermal degradation during the reflow process. It was also observed that the preservation effect of OSP decreased due to OSP degradation which led Cu pad oxidation. The mean shear strength of solder joints formed on the Cu pads finished with OSP and SnPb were 58.1 N and 62.2 N, respectively, through the pre-heating of 6 times. Although OSP was degraded with reflow process, the feasibility of its application was proven.


  • 주제어

    OSP .   thermal degradation .   solder joint .   shear strength .   reflow .   Sn-Ag-Cu.  

  • 참고문헌 (14)

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  • 홍원식 (15)

    1. 2001 "군 환경시험규격 현실화를 위한 한반도 자연환경 조건분석" 韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST 4 (2): 70~83    
    2. 2005 "PCB의 금속 이온 마이그레이션 현상에 관한 연구" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 15 (1): 54~60    
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    4. 2009 "RAM용 경질다층 PCB의 신뢰성 평가기준" 신뢰성응용연구 = Journal of the applied reliability 9 (3): 259~274    
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    6. 2009 "PZT 세라믹 레조네이터 무연솔더 접합부의 열-기계적 피로 가속수명" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 19 (6): 337~343    
    7. 2009 "3차원 패키징 기술개발에 따른 PoF 기반 가속 실장수명 예측" 大韓溶接·接合學會誌 = Journal of the Korean Welding and Joining Society 27 (3): 10~16    
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    10. 2012 "B2it 플래시 메모리 카드용 기판의 Ag 범프/Cu 랜드 접합 계면반응" 마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society 19 (1): 67~73    
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