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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조진기
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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국 문 요 약
반도체 산업이 발전하면서 반도체 소자의 정상 작동 여부를 검사할 수 있는 장비가 중요하게 되었다. MEMS Probe는 금속 프로브와 반도체를 접촉시켜 전기적 신호로부터 소자의 결함을 찾아내는 부품이다. Ni-Pd는 프로브 물질로 연구되어 왔다. 본 연구에서는, 에틸렌디아민을 착화제로 사용하여 Ni-Pd 합금 전해도금의 기계적 특성에 관한 연구를 진행하였다.
Ni-Pd 합금 전해도금은 팔라듐의 공급원으로서 염화팔라듐(PdCl2)을 사용하였으며, 0.1M 에틸렌디아민 용액에 팔라딘-에틸렌디아민 착이온을 형성시켰다.7-8) 이후 황산니켈(NiSO4?7H2O)을 첨가하고, 전도염으로 황산나트륨(Na2SO4?10H2O)을 첨가하여 합금도금액을 제조하였다. 합금 도금층의 경도는 마이크로 비커스 경도계를 사용하여 측정하였고, 결정립크기와 격자상수를 조사하기 위해서 X선회절장치를 사용하였다. 또한 합금 도금층의 팔라듐 함량 및 표면관찰을 하기 위해서 FE-SEM과 EDAX를 사용하였다. 합금 도금의 내부응력을 측정하기 위하여 피막응력측정기를 사용하였다.
전류밀도 0.2~1.5 A/dm2 영역에서 Ni-Pd 합금 도금층의 격자상수가 순수한 Ni-Pd의 격자 상수 사이의 값을 갖고, 고용체가 형성되었음을 확인하였다. Ni-Pd 2원계 상태도로부터 니켈과 팔라듐은 전 조성범위에서 단상의 치환형 고용체를 형성한다. 전류밀도가 증가할수록 합금 도금의 팔라듐함량은 감소하였고, 염화팔라듐 농도가 증가할수록 합금 도금의 팔라듐함량이 증가되었다. 또한 합금 도금내의 팔라듐함량이 증가할수록 결정립 크기와 격자 상수는 직선적으로 증가하였다. 전류밀도가 증가할수록 합금 도금층의 경도는 증가하였고, 전류밀도 1.3 A/dm2 이상에서 감소하는 것을 확인하였다. Scherrer 식으로 결정립 크기를 계산한 결과 경도 증가원인은 결정립 미세화로 분석되었다. 전류밀도 1.3 A/dm2 이상에서 경도가 감소하는 것은 내부응력 테스트 결과 압축응력으로 인해 크랙이 발생되고 이로 인해서 경도가 감소한 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 Ni-Pd 합금 도금층은 전류밀도 0.2~1.0 A/dm2 영역에서 결함이 없고 치밀한 도금표면을 얻을 수 있었다.
반도체 산업이 발전하면서 반도체 소자의 정상 작동 여부를 검사할 수 있는 장비가 중요하게 되었다. MEMS Probe는 금속 프로브와 반도체를 접촉시켜 전기적 신호로부터 소자의 결함을 찾아내는 부품이다. Ni-Pd는 프로브 물질로 연구되어 왔다. 본 연구에서는, 에틸렌디아민을 착화제로 사용하여 Ni-Pd 합금 전해도금의 기계적 특성에 관한 연구를 진행하였다.
Ni-Pd 합금 전해도금은 팔라듐의 공급원으로서 염화팔라듐(PdCl2)을 사용하였으며, 0.1M 에틸렌디아민 용액에 팔라딘-에틸렌디아민 착이온을 형성시켰다.7-8) 이후 황산니켈(NiSO4?7H2O)을 첨가하고, 전도염으로 황산나트륨(Na2SO4?10H2O)을 첨가하여 합금도금액을 제조하였다. 합금 도금층의 경도는 마이크로 비커스 경도계를 사용하여 측정하였고, 결정립크기와 격자상수를 조사하기 위해서 X선회절장치를 사용하였다. 또한 합금 도금층의 팔라듐 함량 및 표면관찰을 하기 위해서 FE-SEM과 EDAX를 사용하였다. 합금 도금의 내부응력을 측정하기 위하여 피막응력측정기를 사용하였다.
전류밀도 0.2~1.5 A/dm2 영역에서 Ni-Pd 합금 도금층의 격자상수가 순수한 Ni-Pd의 격자 상수 사이의 값을 갖고, 고용체가 형성되었음을 확인하였다. Ni-Pd 2원계 상태도로부터 니켈과 팔라듐은 전 조성범위에서 단상의 치환형 고용체를 형성한다. 전류밀도가 증가할수록 합금 도금의 팔라듐함량은 감소하였고, 염화팔라듐 농도가 증가할수록 합금 도금의 팔라듐함량이 증가되었다. 또한 합금 도금내의 팔라듐함량이 증가할수록 결정립 크기와 격자 상수는 직선적으로 증가하였다. 전류밀도가 증가할수록 합금 도금층의 경도는 증가하였고, 전류밀도 1.3 A/dm2 이상에서 감소하는 것을 확인하였다. Scherrer 식으로 결정립 크기를 계산한 결과 경도 증가원인은 결정립 미세화로 분석되었다. 전류밀도 1.3 A/dm2 이상에서 경도가 감소하는 것은 내부응력 테스트 결과 압축응력으로 인해 크랙이 발생되고 이로 인해서 경도가 감소한 것으로 사료된다. 본 연구에서 얻어진 Ni-Pd 합금 도금층은 전류밀도 0.2~1.0 A/dm2 영역에서 결함이 없고 치밀한 도금표면을 얻을 수 있었다.
목차
1.서론 12.이론적 배경 22.1.Probe Card 22.1.1.Probe Card 제조 공정 Type 22.2.MEMS Probe 52.3.전해 도금법 72.3.1.전해 도금의 원리 72.3.2.Faraday의 법칙 102.3.3.전착기구 122.4.착화제 173.실험 방법 183.1.Ni-Pd 합금 도금액 제조 183.2.Ni-Pd 합금 도금층의 경도 측정 203.3.Ni-Pd 합금 도금층의 결정립 크기, 격자 상수 분석 203.4.Ni-Pd 합금 도금층의 함량 분석, 표면관찰 203.5. Ni-Pd 합금 도금층의 내부응력 측정 204.실험 결과 및 고찰 214.1.Ni-Pd 합금 도금의 함량 및 결정 구조 214.2.Ni-Pd 합금 도금의 경도 284.3.Ni-Pd 합금 도금의 표면관찰 304.4.Ni-Pd 합금 도금의 내부응력 측정 345.결론 39
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