| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2010년 봄 (05/13 ~ 05/14, 삼척 팰리스 호텔) |
| 권호 | 16권 1호 |
| 발표분야 | E. Frontiers of Materials Research(선도 재료연구) |
| 제목 | 무연 솔더 플립칩 적용을 위한 새로운 Ni-Zn UBM에 대한 연구 (A new Ni-Zn under bump metallurgy for Pb-free solder flip chip application) |
| 초록 | 최근 본 연구실에서는 무연 솔더에 적용할 수 있는 새로운 Ni-Zn 젖음층을 개발하였다. 실리콘산화막이 형성된 실리콘 기판에 Au/Ni-Zn/Ti 와 Au/Ni/Ti 구조의 UBM을 DC 마그네트론 스퍼터 시스템을 이용하여 증착한 후, 각 UBM 구조에 Sn 솔더를 전해도금을 통해 형성하였다. 이 후, 260°C 에서 15 초 동안 리플로우를 실시하였으며 각 UBM과 Sn 솔더 사이에서 형성된 금속간화합물의 성장거동을 살펴보기 위해 150°C에서 1000 시간 동안 시효처리를 실시하였다. 스퍼터링 시스템을 이용하여 Ar 가스의 압력을 달리 하여 Ni과 Ni-Zn 박막을 증착하였으며, 곡률 반경을 통해 측정된 박막의 응력은 Ni-Zn 시편이 같은 스퍼터링 조건에서 Ni 시편에 비해 더 낮은 인장 응력을 보였다. 리플로우 이후, Ni-Zn와 Ni 기판과 Sn 솔더 계면 사이에 Ni3Sn4 금속간화합물이 형성되었으며 시효처리 시간이 증가함에 따라 금속간화합물의 두께는 점차 증가하는 경향을 보였다. Ni-Zn 및 Ni 기판에서는 시효처리 동안 Ni3Sn4 금속간화합물을 제외한 다른 금속간화합물은 관찰되지 않았다. 시효처리 시간에 따른 금속간화합물의 성장 속도를 비교해보면, Ni-Zn 기판에서 형성된 Ni3Sn4 상의 성장 속도가 Ni 기판의 그것보다 더 낮게 나타났으며 UBM 소모량도 Ni-Zn 기판에서 더 낮은 것으로 관찰되었다. 이러한 원인은 Ni층 내에 있는 Zn의 영향으로 인해 Zn 원자가 Sn/Ni-Zn 계면 사이에서 확산 방지층 역할을 하는 것으로 판단된다. 본 연구는 지식경제부의 부품 소재 기술 개발 사업의 지원으로 수행되었습니다. |
| 저자 | 김태진, 조해영, 김영민, 박진영, 김영호 |
| 소속 | 한양대 |
| 키워드 | Pb-free solder; Ni-Zn; wetting layer; intermetallic compound |
