기판 도금 공정 (화학동도금 1)

오늘은 무전해 동도금, 화학 동도금에 대해 알아보겠습니다.

그전에 동도금 공정의 세부 공정을 가볍게 리마인드 하겠습니다.

 

디스미어 : 레이저 가공 시 발생한 smear를 제거하고 홀 속 cleaning을 함

화학 동도금 : 층간 전기적 연결을 위해 생성된 홀에 화학반응으로 Cu 피막을 입혀 전도성을 부여함

전기동 도금 : 화학 동도금에서 형성된 Thin Cu를 전기동도금을 이용하여 성장시켜 reliability를 부여함

 

그러면 화학동도금에 대해 자세하게 알아보겠습니다.

 

화학동도금 (무전해 동도금)

- 전기를 사용하지 않고 환원제인 포르말린을 Pd 촉매에 화학적으로 환원시켜 구리 이온을 석출 하는 것

- 초기에는 부도체 표면에 전도성을 부여하는 목적으로 사용

- 드릴을 통해 형성된 홀을 동도금시켜 층간의 전기적인 연결을 형성하는 공정

- 전기동 도금에는 도금되지 않는 미세 부분까지 도금

 

화학 동도금 원리

(다만, 약품사에 따라 사용되는 약품과 디자인, 원리는 조금씩 다를 수 있습니다.)

 

금속의 이온화 경향을 이용하여 Cu 이온을 제품에 환원 석출 시킴, 촉매제로 Pd를 사용

HCHO를 산화시켜 Pd 표면에서 전자가 방출되게 하고 Cu+ 이온을 공급하여 Cu가 Pd 표면에 석출

 

전처리 : 표면 산화막을 제거하고 Pd 이온의 흡착에 유리한 환경을 조성함 (soft-etching / 탈지 처리로 cleaning 실시)

촉매 처리 : 에폭시 수지에 Pd를 흡착하고 환원을 통해 metalization 함

화학 도금조 : 촉매 표면에 HCHO를 공급하여 전자 방출을 시키고 Cu+ 이온과 결합으로 표면에 Cu가 석출(증착)되는 반응을 함 (약품 조성 : Cu+, HCHO, NaOH)

 

Key Point : 자재에 따라 Pd 이온이 흡착되는 수준의 차이가 있어 자재에 맞춰 조건 설정이 필요합니다.

약품의 온도와 농도 처리 시간 등이 주요 관리 factor입니다.

 

화학 동도금 세부 공정

cleaner/conditioner - soft etching - pre dip - catalyst - reducer - electroless copper

 

cleaner/conditioner (탈지)

 

- catalyst 공정에서 촉매 입자의 부착을 위한 Hole 속 wetting 성 부여

- copper 표면의 미세한 산화막 및 불순물 제거

- Hole 내벽 및 표면에 conditioning agent 도포

- 완벽한 coverage 형성 및 void 발생이 없도록 conditioning 강화

- 기판 표면 동박의 산화물과 이물 제거 용이

 

 

세부 공정 중 soft etching 공정부터는 2탄에서 알아보겠습니다.