SERA법을 이용한 땜납 범프 표면 산화막 해석과 범프 융합시험에 따른 실장성에 미치는 영향 평가
Shinji ISHIKAWA 외 3명
BGA 패키지의 기판 실장이나 플립칩 접속에서 미융합과 같은 문제가 생기지 않게 하기 위해서는 리플로우 시 범프 표면 산화막이 신속히 제거돼야 한다. 따라서 땜납 범프 표면 산화막 상태를 해석하고, 접합성에 미치는 영향을 평가하는 것이 중요하다. 그러나 기존의 범프 표면 산화막 해석은 일반적으로 AES(Auger Electron Spectroscopy) 프로필 분석으로 해왔기 때문에 전반적인 구조가 밝혀지지 않았다. 따라서 Shinji ISHIKAWA외 3명은 「일본실장학회지」 최신호에서 ‘SERA법을 이용한 땜납 범프 표면 산화막 해석과 범프 융합시험에 따른 실장성에 미치는 영향 평가’라는 원고를 통해 자신의 견해를 밝혔다.
그 내용을 요약하면 다음과 같다.
땜납 범프의 표면 산화막을 쉽게 해석할 수 있는 연속전기화학환원법을 이용해 SAC계 무연 땜납의 산화막을 측정하고 TEM 해석을 통해 측정 결과를 검증했으며, 땜납 범프의 표면 산화막 상태가 접합성에 미치는 영향을 확인하기 위해 범프들을 맞대어 리플로우 함으로써 산화막의 제거 용이성을 평가할 수 있는 범프 융합 시험을 고안해 SAC계 무연 땜납 범프의 접합성 불량 여부를 평가할 수 있는지에 대해 검증했다.
그 결과 SAC계 땜납의 SERA 곡선에서는 가장 바깥 표면의 SnO 조성 비결정성 산화물과 내부의 결정성 SnO 혹은 SnO2를 검출할 수 있고, 땜납의 Ag 함유량이 많을수록 내산화성이 양호하다는 사실 등을 알 수 있었다.
한편 범프 융합 시험에 의해 표면 산화막 두께가 접합성에 미치는 영향을 평가할 수 있음은 이번 연구를 통해 밝혀졌는데, 산화막 구조에 따른 영향은 앞으로 해결해야할 것이다.
