황산동 도금의 두꺼운 막 형성에 대한 잔류응력 증가요인과 억제

전문가 제언

○ 초고속 대규모 집적회로(LSI: Large Scale Integrated Circuit)의 배선 재료는 종래에는 주로 Al이 사용되어 왔으나 디바이스를 고속으로 하기 위하여 저항이 낮은 Cu가 배선재료로 주목되어 왔다. 최근 Al, Cu 와이어 배선보다도 높은 전류가 흐를 때 방열성을 높이기 위하여 도금 두께를 두껍게 해서 잔유응력 증가를 억제하고 있다.

 

○ 2015년 일본의 Yamanashi 대학의 Yosuke ABE는 황산동 도금 피막의 잔류응력을 증가시키는 원인을 밝혔다. Al의 전기저항률은 273K에서 2.5×10-6Ω.cm이고, Cu의 저항률은 1.55×10-6Ω.cm이다. Al 열전도율은 2.38w/cm.deg, Cu는 4.0w/cm.deg이므로 Cu는 Al보다 전기저항도 낮고 열전도율은 높기 때문에 높은 전류를 흘리기 용이하며 방열성도 우수하다. 하지만 디바이스 배선에 동도금을 두껍게 하여 높은 전류를 흘릴 경우, 잔유응력이 증가하여 피로강도가 저하하거나 박리하여 배선 특성을 떨어뜨릴 염려가 있다.

 

○ 수용액 중에서 Cu의 전기화학적 특성을 이용한 Cu 이온을 이동시키는 방법은 양극 Cu가 산화되어 음극에서 환원석출하기 때문에 전기소비가 작고 석출속도도 빠르다. 그러나 황산동 같은 염을 분해하여 동 이온을 음극에 석출시킬 경우, 분해 전압이 크고 전력소비가 많다. 양극 Cu를 산화시켜서 Ni 음극판에 동을 도금하는 방법은 용이한 방법이지만 높은 전류를 흘려 도금 두께를 두껍게 하면서 방열성도 우수하고 크랙이나 박리 안 되도록 하려는 잔유응력 제어 기술은 특징이 있다.

 

○ 2015년 LS전선사에서는 인쇄회로기판용 동박을 제조하고 있는데 음극의 석출효율과 석출동의 순도를 높이고 광택을 위하여 유기계면활성제 첨가인 SPS(bis-3-sulfopropyldisulfide-2-natrum)를 사용하고 있다. 국내 도금 업체는 3천여 개가 있지만 대부분 영세한 소규모 업체여서 독자적으로 첨가제 개발에 많은 어려움이 있다. 특히 유기첨가제 개발이나 XRD, FIB-SIM, TDS 사용에 제한적이다. 이에 고경력 과학기술자를 활용한 기술과 정보지원을 위한 산학연 공동기구를 설립해서 연구개발하기를 제언한다.

저자

Keisuke OGURA, Yosuke ABE and Masami SHIBATA

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

66(6)

잡지명

表面技術

과학기술
표준분류

재료

페이지

277~281

분석자

황*길

분석물

• 황산동 도금의 두꺼운 막 형성에 대한 잔류응력 증가요인과 억제.pdf [533,709 byte]

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