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슈퍼 솔더 및 미세피치 땜납 프리코트 기술개발

전문가 제언: ○ CPU을 비롯한 반도체 패키지는 스마트폰, 디지털카메라, 가전제품 등에 탑재되어 우리들 생활에 빼놓을 수 없는 전자부품으로 되고 있다. 이 반도체 패키지의 조립에는 사용하는 접합재료나 조립차이에 따라서 수 종류의 접합방식이 존재한다. 그 중에서도 땜납을 사용한 접합방식은 신뢰성이나 미세 피치화 대응에 우수하다.

○ 반도체 조립에는 플립-칩 실장을 목적으로 한 미세 피치 땜납 프리코트 기술은 전자기기의 소형화 등에 없어서는 안 될 중요한 기술이다. 이 기고는 최신 미세피치 기판에 대한 땜납 프리코트에 대응할 수 있도록 개발을 추진해 온 슈퍼 솔더에 의한 땜납 프리코트 기술에 관하여 보고하였다.

○ 슈퍼 솔더는 기판 타입에 의해 2종류 땜납 프리코트법을 구분하여 사용하고 있고 페리패럴 기판에 대해서는 전면 인쇄 프리코트법을, 그리고 에리어 어레이기판에 대해서는 솔더-댐 프리코트법을 제안하고 있다. 페리패럴 기판용 전면 인쇄코트법의 프로세스는 종래 페이스트 인쇄법과의 차이는 전극을 포함하여 넓은 범위에 페이스트를 도포한다. 따라서 종래 페이스트 인쇄에서는 대응 불가능한 수 10㎛ 피치의 초미세 피치패턴의 프리코트가 용이하게 실현되었다.

○ 종래 인쇄법의 적용범위는 150㎛ 피치 정도이나 솔더 댐 프리코트법은 150㎛ 피치 에리어 어레이기판에서 평균 땜납 높이 43∼46㎛의 안정한 땜납 프리코트가 가능하다. 더욱 더 미세피치 추종성에 관해서는 100㎛ 피치까지 본 공법의 적용을 확인하였다. 이들 기술은 스크린 인쇄법에 의한 우수한 양산성을 가지면서 높이가 불균일함이 적은 땜납 프리코트가 가능하다.

○ 앞으로 더욱 더 100㎛이하 피치까지 미세화를 위한 페이스트 재료, 기판 구조 설계 등의 연구가 필요하다. 국내, ETRI에는 은 페이스트 대체용 하이브리드 구리 페이스트를 개발하였다. 고가의 은을 저가 구리로 대체할 수 있게 되어 전기전자기기 등에 적용될 것으로 전망된다. 현재 선진국에서는 은이나 구리 하이브리드 페이스트의 대체소재 개발이 활발하다. 이에 대응하기 위해 나노입자를 이용한 새로운 고온 하이브리드 페이스트 소재 등의 연구 개발이 필요하다.

저자: Taku Hasegawa
자료유형: 학술정보