• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.55-61
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• 2010

본 연구에서는 무연솔더볼 접합부의 신뢰성평가를 위해 굽힘충격 시험법을 사용하였다. 시험 방법의 표준화를 위하여 시험 시의 주파수, +/-진폭의 크기 등을 각각 변화하여 가면서 각 조건이 결과치에 미치는 영향을 분석하고 굽힘충격 시험을 위한 최적조건을 도출하였다. 굽힘충격 시험을 위한 최적조건은 주파수 10 Hz, 진폭은 (+12/-1)~(+15/-1)의 범위이었다. 시험에 사용된 PCB 표면처리는 Cu-OSP(Organic Solderability Preservative)와 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 및 ENEPIG(Electroless Nickel, Electroless Palladium, Immersion Gold)의 3종류를 사용하였고, 솔더 접합계면과 파단면을 관찰한 결과 Cu-OSP와 ENIG의 경우 금속간 화합물 층을 따라서 균열이 발생하여 파단이 일어났으나, ENEPIG의 경우에는 주로 솔더 영역에서만 균열이 생성되고 성장하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권3호
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• pp.237-242
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• 2011

The effect of shearing speed on the shear force and energy of Sn-0Ag-0.5Cu solder ball was investigated. Various UBM (under bump metallurgy)'s on Cu pads were used such as ENEPIG (Electroless Nickel, Electroless Palladium, Immersion Gold; Ni/Pd/Au), ENIG (Electroless Nickel, Immersion Gold; Ni/Au), OSP (Organic Solderability Preservative). To fabricate a shear test specimen, a solder ball, $300{\mu}m$ in diameter, was soldered on a pad of FR4 PCB (printed circuit board) by a reflow soldering machine at $245^{\circ}C$. The solder bump on the PCB was shear tested by changing the shearing speed from 0.01 m/s to 3.0 m/s. As experimental results, the shear force increased with a shearing speed of up to 0.6 m/s for the ENIG and the OSP pads, and up to 0 m/s for the ENEPIG pad. The shear energy increased with a shearing speed up to 0.3 m/s for the ENIG and the OSP pads, and up to 0.6 m/s for the ENEPIG pad. With a high shear speed of over 0 m/s, the ENEPIG showed a higher shear force and energy than those of the ENIG and OSP. The fracture surfaces of the shear tested specimens were analyzed, and the fracture modes were found to have closer relationship with the shear energy than the shear force.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.77-77
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• 2014

솔더링과 와이어본딩이 가능한 ENEPIG (Electroless Nickel/Electroless Palladium/Immersion Gold) 를 중심으로 미세회로 기판에 적용할 수 있는 표면처리 및 공정 약품을 소개하고자 한다.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.84-89
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• 2013

무전해 니켈 팔라듐 금 표면처리 공정의 도금 번짐 불량의 근본적인 원인을 이해하고 이를 해결하기 위한 방법을 제시하였다. 이에 계산화학을 이용하여 공정을 정성적으로 설명하고 이를 바탕으로 가정을 검증하기 위한 실험을 계획하였다. 도금 번짐으로 발전되는 고분자 레진 위의 팔라듐 시드의 핵 생성을 막는 것에 초점을 맞추어 고분자 레진과 화학적으로 결합력이 약한 $PdCl_2$ 팔라듐 촉매를 도입하였으며 이 촉매가 수용액 중에서 추가적인 가수분해 반응으로 더 안정한 $Pd(OH)_2$를 형성함으로써 고분자 레진 위에 팔라듐 시드의 원천으로 작용하지 않도록 염산(HCl)의 농도를 높이거나 팔라듐 활성화 공정의 온도를 낮추어 보았다. 계산화학은 매 단계 실험의 이론적인 근거를 제시해 주었으며 실험 결과를 해석하는 데 큰 도움을 주었다. 이와 같이 실험과 이론을 접목시킨 본 연구의 접근법은 관련 공정에서 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권8호
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• pp.635-641
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• 2011

The effect of high shear speed on shear force, shear energy and fracture surface was investigated for the solder joint of a $Sn-_{3.0}Ag-_{0.5}Cu$ ball. For both ENIG and OSP pads, the shear force increased with an increase in shearing speed to 0.3 m/s. However, for an ENEPIG pad, the shear force increased with an increase in shear speed to 0.6 m/s and kept almost constant afterward. The shear energy decreased with an increase in shearing speed for ENIG and OSP pads. For the ENEPIG pad, however, the shear energy almost remained constant in a shearing speed range 0.3-3.0 m/s. The fracture mode analysis revealed that the amount of brittle fracture for the ENIG and the OSP pads increased with shearing speed, and a complete brittle fracture appeared at 1.0 m/s for ENIG and 2.0 m/s for OSP. However, the ENEPIG pad showed only a ductile fracture until 0.25 m/s, and a full brittle fracture didn't occur up to 3.0 m/s. The fracture mode matched well with the shear energy. The results from the high speed shear test of SAC305 were similar to those of SAC105.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권3호
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• pp.43-50
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• 2014

전자 제품의 경박 단소화 및 고집적화가 이루어 지면서 실리콘 집과 인쇄회로기판의 인터커넥션의 고신뢰도가 요구되고 있다. 본 연구는 Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu (SAC405) 솔더와 다양한 무전해 Ni-P 도금 두께에서의 high speed shear 에너지 및 파괴 모드를 연구하였다. 파괴 모드 분석을 위하여 집속이온빔(FIB) 분석이 이용되었다. 질산 기상 처리하지 않은 $1{\mu}m$ Ni-P 시편에서 낮은 shear 에너지가 나왔으며, 이는 솔더레지스트 선단에서 파단의 원인을 제공하는 것이 확인되었다. 질산 기상 처리한 시편에서 무전해 Ni-P 도금 두께가 커질수록 취성 파괴 모드는 감소한다. 또 Ni-P 도금 두께와 표면 거칠기(Ra)는 반비례 관계를 가진다. 이는 Ni-P 도금의 표면 거칠기를 낮추면 SAC405 솔더 조인트의 신뢰도를 향상시킨다는 사실을 나타낸다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권1호
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• pp.71-77
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• 2012

We studied the effect of heat treatment on the microstructures and mechanical strength of the solder joints in the Light Emitting Diode (LED) packages. The commercial LED packages were mounted on the a flame resistance-4 (FR4) Printed Circuit Board (PCB) in the reflow process, and then the joints were aged at $125^{\circ}C$ for 100, 200, 300, 500 and 1000 hours, respectively. After the heat treatment, we measured the shear strength of the solder joints between the PCB and the LED packages to evaluate their mechanical property. We used Pb-free Sn-3.0Ag-0.5Cu solder to bond between the LED packages and the PCBs using two different surface finishes, Electroless Nickel-Immersion Gold (ENIG) and Electroless Nickel-Electroless Palladium-Immersion Gold (ENEPIG). The microstructure of the solder joints was observed by a scanning electron microscope (SEM). (Cu,Ni)6Sn5 intermetallic compounds (IMCs) formed between the solder and the PCB, and the thickness of the IMCs was increased with increasing aging time. The shear strength for the ENIG finished LED package increased until aging for 300 h and then decreased with increasing aging time. On the other hand, in the case of an ENEPIG finished LED package, the shear strength decreased after aging for 500 h.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.171-171
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• 2008

본 연구는 초음파 알루미늄 웨지 및 금 볼 본딩을 동시에 적용 가능한 본딩 Pad의 금속학적 안정성을 고려한 표층전극 형성 방법에 관한 것이다. 특히, 이동통신 및 전장용 모듈의 복합 및 융합화로 LTCC기판 패키징에 있어서 다양한 본딩 기술이 요구되고 있다. 전통적인 interconnection 기술인 Au ball 본딩 및 초음파 에너지를 이용한 Al wedge 본딩 기술이 동시에 사용되어야 하는 패키지 구조의 경우 본딩 패드의 표층전극 설계는 서로 상충되는 조건이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 LTCC기판의 표층전극의 Metal finish 방법으로 이용되는 ENEPIG(무전해 Ni/Pd/Au도금)공법으로 Au ball 본딩 및 초음파 Al wedge 본딩을 동시에 가능하게 하는 solution을 제시하여 패키징 자유도뿐만 아니라 Interconnection 신뢰성을 확보할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.120.2-120.2
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• 2017

본 연구에서는 고신뢰성 인쇄회로기판이나 플립칩 패키지에 적용되는 범프 표면처리에서 널리 사용되는, ENIG나 ENEPIG 대체를 위한 electroless Pd/immersion Au(EPIG)에 대하여 연구하였다. Transmission electron microscopy(TEM) 분석 결과 형성된 Au layer는 crystalline, Pd layer는 amorphous 임을 확인하였으며, 열처리 후 X-Ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 통하여 EPIG층이 하부 copper의 확산방지막으로서 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 비정질 Pd layer가 확산을 방지하기 위하여는 일정수준 이상의 두께가 필요하며, 그 두께는 35~65nm 수준임을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권3호
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• pp.170-176
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• 2017

EPIG (Electroless Pd/immersion Au) process was studied to replace ENIG (electroless Ni/immersion Au) and ENEPIG (electroless Ni/electroless Pd/immersion Au) processes for bump surface treatment used in high reliable flip chip packages. The palladium and gold layers formed by EPIG process were uniform with thickness of 125 nm and 34.5 nm, respectively. EPAG (Electroless Pd/autocatalytic Au) also produced even layers of palladium and gold with the thickness of 115 nm and 100 nm. TEM results exhibited that the gold layer in EPIG surface had crystalline structure while the palladium layer was amorphous one. After annealing at 250 nm, XPS analysis indicated that the palladium layer with thickness more than 22~33 nm could act as a diffusion barrier of copper interconnects. As a result of comparing the chip shear strength obtained from ENIG and EPIG surfaces, it was confirmed that the bonding strength was similar each other as 12.337 kg and 12.330 kg, respectively.