The effect of Ni concentration in Cu-xNi/Sn couples for high-temperature soldering

고온용 solder에 대한 Ni의 영향을 조사한 논문

 

고온용 solder는 전기 자동차의 고출력 인터커넥트 및 전자기기의 미세화 덕분에 수요가 급증하고 있다. 단기 액상 상태(TLP) 접합은 이러한 응용 분야에 대한 유망한 기술이다. 전통적인 인두 공정에서 널리 사용되는 Cu-Sn 계열 합금은 TLP 공정에서 상대적으로 낮은 용융점 Sn 상이 소비될 경우 고온용 응용 분야의 잠재력을 가지게 된다. 이 공정은 Sn보다 높은 용융점을 가지는 Cu6Sn5 또는 Cu3Sn 중간화합물(IMCs)로 구성된 조인트를 생성한다. Cu 기판에 Ni를 합금하는 것은 (Cu,Ni)6Sn5 IMCs의 성장속도를 증가시키고 TLP 공정 시간과 비용을 크게 감소시키면서 (Cu,Ni)3Sn의 형성을 억제한다. 그러나 (Cu,Ni)6Sn5의 특성은 시스템 내 Ni 농도에 따라 크게 변화한다. 본 연구에서는 다른 Ni 농도의 Cu-xNi 기판과 Sn의 반응을 통해 형성된 (Cu,Ni)6Sn5의 조성, 형태, 곡면 크기 및 결정 구조를 전자 현미경 및 싱크로트론 분말 X-선 회절을 통해 자세하게 연구하여 물성, 전기 및 기계적 특성의 이해를 위한 기초를 제공한다. 그러면서 Ni 농도가 증가함에 따라 가속되는 곡면 경계 확산률과 IMC 원색율, Ni 농도의 증가와 함께 감소하는 Cu-xNi 용해속도 및 결정 성장률의 복잡한 상호 작용이 IMC 성장 속도에 영향을 주는 주요 요인임을 밝힌다.

 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645422000465

Systematic investigation of the effect of Ni concentration in Cu-xNi/Sn couples for high temperature soldering