[논문]레이저를 이용한 EMC제거 공정에 관한 연구

레이저를 이용한 EMC제거 공정에 관한 연구
Study of EMC removal process by using laser 원문보기

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본 연구에서는 UV 레이저를 이용하여 BGA 칩의 디캡슐 공정의 가능성에 관한 연구를 수행하였다. 화학식각방법에서는 강산 물질과 반응하고 남은 잔유물들이 존재하였고, 레이저 디캡공정에서는 EMC(epoxy mold compound)의 잔유물이 존재하였다.
본 연구에서는 나노초의 펄스폭을 갖는 DPSS UV 레이저를 사용하여 가능성을 확인하였다. 이러한 공정은 광을 이용한 비접촉식 가공이기 때문에 반도체 칩에 물리적 손상이 없고 가공하고자 하는 영역을 정확하게 제어할 수 있어 화학적 식각방식 보다 정교하고 매우 빠르게 가공할 수 있는 장점을 갖는다.

광학계의 구성은 레이저 빔의 출력을 조절할 수 있도록 레이저의 출력부에 감쇠기(attenuator)를 설치하였고, 감쇠기를 통과한 빔은 확장기(expander)를 거쳐 스캐너(scanner)에 입사 되도록 하였으며 스캐너의 x, y 거울에 의해 레이저 빔의 위치가 조절되어 원하는 가공형상을 만들 수 있도록 구성 하였다.

레이저 디켑슐레이션 공정장치를 구성하는 시스템은 x-y-z 스테이지와 일정 영역에서 레이저를 조사하도록 하는 스캐너, 그리고 레이저로 구성되어 있다. 레이저 광원으로는 파장이 355nm 레이저인 EKSPLA사의 NL640모델을 사용하였으며 펄스폭이 6-13ns, 편광방향이 수직이며 펄스에너지는 최대 0.09mJ의 특성을 가진다. 스캐너는 Scanlab사의 scan-jin을 사용하였으며 렌즈는 초점거리 100 의 telecentric렌즈를 사용하여 빔 스팟 싸이즈(beam spot size)를 20로 만들어 가공 하였다.
09mJ의 특성을 가진다. 스캐너는 Scanlab사의 scan-jin을 사용하였으며 렌즈는 초점거리 100 의 telecentric렌즈를 사용하여 빔 스팟 싸이즈(beam spot size)를 20로 만들어 가공 하였다.

Fig 4와 동일한 조사 횟수로 가공된 것이지만 레이저 빔의 조사방향에 따라 가공 결과가 다르게 나왔다. 레이저 빔을 수평방향으로 가공 시 몰드 잔유물은 남아있으나 PI 코팅층은 손상이 되지 않은 것을 확인할 수 있었고, 수평 수직방향으로 가공하면 몰드 잔유물은 상당량 제거가 되었으나 레이저 빔에 의한 PI 코팅층이 손상되어 있는 것을 알 수 있었다.
몰드 제거를 위하여 레이저를 이용한 결과 빔의 조사를 수평방향으로 가공 시 몰드 잔유물이 상당량 존재하였으나 표면의 손상이 없었고, 수평 수직으로 가공하였을 때는 몰드 잔유물은 없었으나 PI 코팅층의 손상이 발견되었다. 테스트 결과 몰드제거를 위한 레이저 조사방법은 수직 수평 방식이 우수한 것을 알 수 있었고, PI층의 손상을 방지하기 위한 대안으로 상층부의 몰드를 제거 후, 레이저 공정과 습식공정을 병행하는 방법으로 몰드 제거에 관한 연구를 보완할 예정이다.

몰드 제거를 위하여 레이저를 이용한 결과 빔의 조사를 수평방향으로 가공 시 몰드 잔유물이 상당량 존재하였으나 표면의 손상이 없었고, 수평 수직으로 가공하였을 때는 몰드 잔유물은 없었으나 PI 코팅층의 손상이 발견되었다. 테스트 결과 몰드제거를 위한 레이저 조사방법은 수직 수평 방식이 우수한 것을 알 수 있었고, PI층의 손상을 방지하기 위한 대안으로 상층부의 몰드를 제거 후, 레이저 공정과 습식공정을 병행하는 방법으로 몰드 제거에 관한 연구를 보완할 예정이다.

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