[논문]무연솔더를 이용한 무플럭스 플립칩 패키지에서 플라즈마 처리에 따른 접합 미세조직에 관한 연구

문준권; 정재필; 하준석; 강춘식

문제 정의

하지만 잔류 플럭스는 접합부의 부식을 유발하는 등의 전자패키지에서 악영향을 끼치고2) 또한 잔류 플럭스 제거제의 환경오염 등의 문제*로 무플럭스 솔더링에 대한 관심이 크게 증대되고 있다. 무플럭스 솔더링의 방법에는 여러 가지가 있으며, 그 중 한가지가 플라즈마를 이용한 방법이다4) 본 연구에서는 솔더표면의 이물질과 산화막을 제거하기 위한 플라즈마 처리가 접합 후, 접합부에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 사용된 솔더는 Sn37Pb, Sn3.

제안 방법

7Cu 솔더볼이다. 열풍 및 적외선 겸용 리플로 머신과 Ar+H₂를 이용한 플라즈마 에쳐를 사용하여 Si-wafer 위에 범프를 형성하였다. 플라즈마 처리가 계면의 미세조직과 기계적 강도에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 플라즈마 처리된 시편과 리플로 한 후의 시편을 비교 분석하였다.
열풍 및 적외선 겸용 리플로 머신과 Ar+H₂를 이용한 플라즈마 에쳐를 사용하여 Si-wafer 위에 범프를 형성하였다. 플라즈마 처리가 계면의 미세조직과 기계적 강도에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 플라즈마 처리된 시편과 리플로 한 후의 시편을 비교 분석하였다. 전단시험기로 계면의 강도를 측정하였으며, 주사전자현미경으로 계면 및 전단파면을 관찰하여 UBM의 종류에 따른 접합계면의 미세조직도 비교하고 이에 대하여 고찰하였다.
플라즈마 처리가 계면의 미세조직과 기계적 강도에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 플라즈마 처리된 시편과 리플로 한 후의 시편을 비교 분석하였다. 전단시험기로 계면의 강도를 측정하였으며, 주사전자현미경으로 계면 및 전단파면을 관찰하여 UBM의 종류에 따른 접합계면의 미세조직도 비교하고 이에 대하여 고찰하였다. 산화막 제거를 위한 플라즈마 처리가 저융점인 솔더의 미세조직을 기존의 솔더링 접합부와는 다르게 변화시킴으로써 솔더의 전체적인 특성에 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다.
무플럭스 솔더링의 한가지 종류인 플라즈마 처리가 접합 후, 접합부에 미치는 영향을 알아보기 위해 플라즈마 처리된 시편과 리플로 한 후의 시편의 접합강도를 비교하고, 파단면 및 접합계면을 관 찰하였다.
Si wafer위에 Au/Cu/Ni/Al-UBM을 적층시키고, 그 위에 직경 0.5mm의 세가지 조성 (Sn37Pb, Sn3.5Ag, Sn3.5AgO.7Cu)의 솔더볼을 이용하여 플라즈마 에쳐와 리플로머신으로 범프를 형성하였다. 그림 1은 범프를 형성하는 방법에 따른 세가지 솔더의 전단강도를 나타낸 그래프이다.
플라즈마 처리시 계면반응을 규명하기 위하여 주사전자현미경을 이용하여 전단 파면과 접합계면 을 관찰하고 리플로 솔더링시와 비교하였다. 그리고 EDX(Energy Dispersive X-ray)를 사용하여 계 면에 형성된 금속간 화합물의 성분을 분석하였다.
플라즈마 처리시 계면반응을 규명하기 위하여 주사전자현미경을 이용하여 전단 파면과 접합계면 을 관찰하고 리플로 솔더링시와 비교하였다. 그리고 EDX(Energy Dispersive X-ray)를 사용하여 계 면에 형성된 금속간 화합물의 성분을 분석하였다.
Au/Cu/Ni/Al thin-film UBM을 적층한 기판에 Sn37Pb솔더, Sn3.5Ag솔더 그리고 Sn3.5AgO.7Cu솔 더를 이용하여 플라즈마 처리를 한 시편과 리플로 솔더링을 시행한 시편을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

무플럭스 솔더링의 방법에는 여러 가지가 있으며, 그 중 한가지가 플라즈마를 이용한 방법이다4) 본 연구에서는 솔더표면의 이물질과 산화막을 제거하기 위한 플라즈마 처리가 접합 후, 접합부에 미치는 영향에 대해서 알아보았다. 사용된 솔더는 Sn37Pb, Sn3.5Ag와 Sn3.5AgO.7Cu 솔더볼이다. 열풍 및 적외선 겸용 리플로 머신과 Ar+H₂를 이용한 플라즈마 에쳐를 사용하여 Si-wafer 위에 범프를 형성하였다.

성능/효과

전단시험기로 계면의 강도를 측정하였으며, 주사전자현미경으로 계면 및 전단파면을 관찰하여 UBM의 종류에 따른 접합계면의 미세조직도 비교하고 이에 대하여 고찰하였다. 산화막 제거를 위한 플라즈마 처리가 저융점인 솔더의 미세조직을 기존의 솔더링 접합부와는 다르게 변화시킴으로써 솔더의 전체적인 특성에 영향을 끼치는 것을 알 수 있었다.
그림 1은 범프를 형성하는 방법에 따른 세가지 솔더의 전단강도를 나타낸 그래프이다. 세 솔더 모두 플라즈마 처리를 이용한 무플럭스 솔더링보다 플럭스를 도포한 후 리플로 솔더링한 시편의 강도가 높게 나타났다. Sn37Pb 솔더, Sn3.
1) Sn37Pb솔더, Sn3.5Ag솔더와 Sn3.5AgO.7Cu솔더의 전단강도는 플라즈마 처리를 이용한 무플럭스 솔더링 시행시에 33.5MPa, 11.7MPa, 15.1MPa로 리플로를 한 후의 50.3MPa, 40.3MPa, 32.4MPa보다 낮았다.
2) 전단파면 관찰결과 플라즈마 처리를 이용한 무플럭스 솔더링 시행시에는 금속간화합물과 UBM 층 사이에서 파단이 일어났으며, 리플로 솔더링을 하였을 때에는 솔더내에서 파단이 일어났음을 알 수 있었다.
3) 접합계면 분석결과 플라즈마 처리를 이용한 무플럭스 솔더링 시행시에는 UBM내의 Ni층이 모두 반응하여 Ni을 50%이상 함유한 금속간화합물을 생성하였으며, 다량의 Ni층 소진으로 인해 금속간화 합물층과 기판이 분리되었다. 리플로 솔더링을 시행한 시편은 Ni이 8.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] 무연솔더를 이용한 무플럭스 플립칩 패키지에서 플라즈마 처리에 따른 접합 미세조직에 관한 연구
A study on the microstructure of lead free soldering for fluxless flip chip package 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 무연솔더를 이용한 무플럭스 플립칩 패키지에서 플라즈마 처리에 따른 접합 미세조직에 관한 연구 A study on the microstructure of lead free soldering for fluxless flip chip package 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 무연솔더를 이용한 무플럭스 플립칩 패키지에서 플라즈마 처리에 따른 접합 미세조직에 관한 연구
A study on the microstructure of lead free soldering for fluxless flip chip package 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper