| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2008년 가을 (11/07 ~ 11/07, 차세대융합기술연구원) |
| 권호 | 14권 2호 |
| 발표분야 | 전자재료 |
| 제목 | 이온빔 전처리에 따른 스퍼터 증착된 구리 박막과 FR-4 기판 사이의 계면 접착 기구 분석 |
| 초록 | 전자기기의 급속한 고성능화, 경박단소화 추세에 따라 다양한 반도체 소자들을 패키지 인쇄회로기판 내부에 실장시킴으로써 신호지연의 감소와 패키지의 면적 감소를 이룰 수 있는 칩 내장 기판형 반도체 패키지(Chip in Substrate, CiS) 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 인쇄회로기판의 상‧하부에 입출력 단자를 가지는 칩 내장 기판형 반도체 패키지 구현을 위해서는 실장 된 칩 상부의 인쇄회로기판 내 절연층을 통해 전도성 비어 형성을 이용한 회로 상‧하부 간의 연결 기술이 필요하다. 그러나 절연 기판과 전도성 Cu 금속층 사이의 계면 접착력은 매우 낮아 집적 공정이 어려울 뿐만 아니라, 실제 사용 조건에서의 장기간 신뢰성을 보장하기 어려운 문제가 있는 실정이다. 따라서 칩 내장 기판형 반도체 패키지 내 금속 전도성 비어의 우수한 계면 접착력 확보를 위해 건식 및 습식 표면 개질전처리를 통한 다양한 계면 접착력 향상 방안이 제시되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Ar/O2 이온빔 전처리에 따라 스퍼터 증착된 Cu 박막과 FR-4 기판 사이의 박리 강도를 90o 필 테스트 방법을 통해 정량적으로 평가하였다. Ar/O2 이온빔 전처리에 의해 필 강도는 증가하는 거동을 나타내었다. 이온빔 전처리 조건과는 무관하게 기판의 표면 거칠기가 일정한 것으로 보아 스퍼터 증착된 Cu 박막과 FR-4 기판 사이의 계면 접착 기구는 기계적 고착 효과 보다 계면에서의 화학적 결합 상태 변화가 주요 인자로 기여하는 것을 알 수 있다. Ar/O2 이온빔 전처리는 FR-4 기판 표면과 O2 이온의 반응을 통해 C와 O 원자간 결합을 증가시켰으며, 이는 스퍼터 증착된 Cu 박막과 FR-4 기판 사이의 강한 화학적 결합 효과를 유발하여 필 강도를 증가시킨 것으로 생각된다. |
| 저자 | 민경진1, 박성철1, 이기욱2, 김재동2, 김도근3, 이건환3, 박영배1 |
| 소속 | 1안동대, 2앰코테크놀로지코리아, 3한국기계(연) |
| 키워드 | Adhesion; Peel test; Ion-beam treatment; Copper; FR-4 |
