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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강남현
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수22
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본 연구는 반도체 패키지 내의 Cu/OSP/Sn-2.5Ag solder/ENEPIG/Cu 접합부의 electromigration에 의한 금속간화합물의 성장 거동을 예측하고 이를 실험을 통해 검증하였다. 접합부의 각 계면에서의 원자이동도를 계산하여 electromigration에 의해 성장한 금속간화합물의 두께를 예측하는 식을 모델링 하였다. 이를 검증하기 위해 접합부의 electromigration 실험을 수행하였다. 먼저, 리플로우 후 OSP 계면에서 Cu3Sn과 Cu6Sn5이 형성되었고 ENEPIG 계면에서 (Cu, Ni)6Sn5가 형성되었다. 그리고 β-Sn 기지에는 Cu6Sn5 islands와 Ag3Sn이 형성되었다. 또한, 접합부에 600시간 동안 14 kA/cm2의 전류 밀도를 유지하였을 때 금속간화합물의 성장 거동을 in-situ 관찰하였고 이를 모델링 결과와 비교하였다. 전자가 OSP 계면에서 ENEPIG 계면으로 이동할 때, 금속간화합물의 두께는 모델링 결과 26.6 µm 성장하였고 실험 결과 24.7 µm 성장하였다. 전자가 ENEPIG 계면에서 OSP 계면으로 이동할 때, 금속간화합물의 두께는 모델링 결과 14.2 µm 성장하였고 실험 결과 13.2 µm 성장하였다. 따라서 ENEPIG 표면처리는 Ni 도금층을 통해 Cu의 확산을 방지하고 금속간화합물의 성장을 약 50% 억제하는 효과를 가진다.
목차
1. 서 론 12. 이론적 배경 22.1 Electromigration 22.2 반도체 기판의 표면처리 42.2.1 OSP (Organic Solderability Preservative) 52.2.2 ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold) 62.3 무연솔더 82.4 금속간화합물 93. 모델링 및 실험 방법 103.1 모델링 103.1.1 금속간화합물 성장식 113.1.2 OSP 계면에서의 금속간화합물 성장 123.1.3 ENEPIG 계면에서의 금속간화합물 성장 163.1.4 변수 선정 193.2 실험 방법 213.2.1 시편 제작 213.2.2 Electromigration 실험 233.2.3 금속간화합물 두께 측정 254. 결과 및 고찰 274.1 솔더 접합부의 금속간화합물 분석 274.2 Electromigration 실험에 의한 금속간화합물 성장 294.3 전류 인가 후 금속간화합물 분석 334.4 모델링값과 실험값의 비교 364.5 Package에서의 금속간화합물 성장거동 385. 결 론 40참고문헌 41Abstract 45
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