| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2020년 가을 (11/18 ~ 11/20, 휘닉스 제주 섭지코지) |
| 권호 | 26권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | SiC 파워패키지를 위한 Cu@Ag paste 최적화 |
| 초록 | 최근 Si 기반의 반도체를 대신하여 높은 내압특성과 낮은 온저항 특성을 가진 SiC와 GaN와 같은 차세대 반도체 소재가 각광받고 있다. 기존 고온 솔더를 대신할 수 있으며, 우수한 전기전도성, 열전도성을 가지고 있는 접합소재에 대한 연구가 활발하게 되고 있다. 소결 접합은 기존의 고온 솔더와 비슷한 공정온도에서 접합이 가능하면서 고온 신뢰성을 동시에 확보할 수 있는 기술로써, Ag 분말을 이용한 소결접합이 각광받고 있지만 소재 가격에 대한 부담이 있다. Cu paste는 Ag에 비해 가격은 낮지만 비교적 높은 공정온도 및 낮은 접합강도와 Cu 산화의 문제점을 가지고 있다. 이에 두 소재의 장점을 모두 가진 Ag coated Cu 분말을 사용하여 높은 접합강도를 갖는 소결접합용 paste 연구가 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 다양한 크기를 가진 Ag coated Cu분말을 사용하여 페이스트를 합성하였다. Cu@Ag paste의 물성을 평가하기 위하여 4-point 측정법을 이용하여 전기적 특성을 측정하였으며, laser flash법을 이용하여 열적 특성을 측정하였다. 접합 특성을 평가하기 위해Cu DBC (Direct Bonded Copper) 기판과 dummy Si chip을 사용하여 질소 분위기에서 무가압으로 접합공정을 진행하였다. X-ray를 통해 접합부 보이드를 관찰하였고, 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)을 이용하여 접합부 미세조직을 관찰하였다. 그리고, 전단시험기를 사용하여 Cu@Ag paste로 접합된 Si chip 접합강도를 측정하였다. Ag coated Cu paste 및 고온솔더(Pb5Sn1.5Ag)를 이용하여 파워패키지(TO-252)를 제작하였으며, 열충격 시험(-40℃ ~ 125℃, 1000 cycles)을 진행한 후, 전기적 특성을 비교하여 Cu@Ag paste의 접합내구성을 평가하였다. |
| 저자 | 원미소1, 김다정1, 최윤화2, 양현승1, 홍원식1, 오철민1 |
| 소속 | 1한국전자기술(연), 2제엠제코 |
| 키워드 | SiC; power package; Sintering; Ag coated Cu |
