무연 무전해 Ni 도금 피막 속 공석물이 땜납 실장 신뢰성에 미치는 영향
Tetsuyuki TSUCHIDA
「일본실장학회지」 최신호에서 Tetsuyuki TSUCHIDA 외 3명은 무연 무전해 Ni 도금 피막 속 공석물이 땜납 실장 신뢰성에 미치는 영향에 대해 밝혔다.
그 내용을 살펴보면 땜납 실장 전 단계에서는 표면 처리를 위해 기판 전극에 무전해 Ni/Au 도금이나 Ni/Pd/Au 도금 처리를 하게 되는데, 이 단계에서 사용하는 무전해 Ni 도금 피막에는 미량의 납 성분이 첨가되어 있기 때문에 강화되는 환경 규제에 맞춰 무전해 Ni 도금 피막의 무연화가 예상된다. 따라서 무연 무전해 Ni 도금 피막을 사용한 무전해 Ni/Au, Ni/Pd/Au 도금의 땜납 실장 신뢰성에 대해 조사한 결과, Ni 도금 피막의 부식, IMC층의 두께, 성분 형상 등의 복합 인자가 땜납 실장 신뢰성에 영향을 준다는 것과 이러한 인자들은 무연 무전해 Ni 도금 피막 속에 첨가된 비스무트, 유황 등의 첨가제 농도에 따라 변화한다는 것을 밝혀냈다.
이번 연구에 대한 결과를 간단히 정리하자면 다음과 같다.
① 무연 무전해 Ni 도금 피막 속에 유황과 비스무트가 수백 ppm 가량 공석했다.
② 무연 무전해 Ni 도금욕을 사용한 경우 무전해 Ni/Pd/Au 도금의 땜납 실장 신뢰성은 기존의 납을 포함한 무전해 Ni 도금욕과 비교했을 때 높다는 것을 알 수 있었다.
③ 무중금속 무전해 Ni 도금욕을 사용한 경우 무전해 Ni/Pd/Au 도금의 땜납 실장 신뢰성이 저하됐다. 또한 무전해 Ni 도금 피막과 무전해 Pd 도금 피막에 국소적 부식공이 확인됐는데, 이 부식공이 땜납 실장 신뢰성을 저하한 요인이라고 생각된다.
④ 무연 무전해 Ni 도금욕을 사용한 경우 무전해 Ni/Pd/Au 도금의 땜납 실장 신뢰성은 무전해 Ni 도금 피막 속 비스무트나 유황의 농도에 따라 변화했다.
⑤ 무연 무전해 Ni 도금 피막 속 미량 첨가제의 공석량이 많았던 시료에서 땜납 실장 신뢰성이 향상되었고, 우수한 내리플로우성과 내시효성을 나타냈다.
⑥ 무전해 Ni 도금 피막 속에 포함된 미량 첨가제의 종류와 농도는 땜납 실장 신뢰성에 영향을 주는 복합적인 영향 인자(무전해 Ni 도금 피막 속 공석물, 무전해 Ni 도금 피막과 무전해 Pd 도금 피막의 부식상태 및 피막의 형상, IMC층의 형상·성분·두께)라는 것을 알 수 있었다.
