기판 도금 공정 (전기동도금 1)

오늘은 기판 도금 공정 중 전기동도금 공정에 대해 알아보겠습니다.

전기동도금은 화학동도금에서 형성된 Thin Cu를 전기도금을 이용하여 성장시켜 reliability를 부여합니다.

 

전기동도금 공정 모식도

Cu+ 액 중에 피도금체를 넣고 전자를 공급하여 피도금체에 Cu를 석출 시키는 공정입니다.

화학동도금을 통하여 형성된 전도성 피막 위에 전기를 이용하여 필요한 두께의 동 피막을 형성하고, 전도성 회로의 열 및 전기적 특성을 확보하기 위함입니다.

금속 동피막을 형성하여 전도성 회로의 전기적 기능 및 신뢰성을 확보합니다.

화학동도금이 무전해 동도금이었던 것에 반해, 전기동도금은 전해 동도금입니다.

Key point : Cu 증착량은 전류 인가량과 도금 처리 시간에 비례합니다.

 

전기동 인접 공정 과정 (화학동, 회로 공정)

화학동도금 (Pd 위에 전자를 방출하여 Cu+를 증착함)

회로공정

전처리 (탈지/산세 처리로 cleaning 실시)

전기동도금 (정류기를 통해 전류를 인가하여 전자를 방출하며 Cu+를 증착함)

 

Anode 반응 : 2H2O -> O2 + 4H+ + 4e- (2H+가 환원되어 H2 가스 발생)

Cathode 반응 : Cu2+ + 2e- -> Cu (O2-가 산화되어 O2 가스 발생)

 

전기동 설비 구조

Loader - 산탈지 - 수세 - 트레바샤 - 수세 - 희황산 - 유산동 - 수세 - 트레바샤 - 수세 - Unloader

 

Cathode, bus bar(+), anode bus bar, Insoluble anode(-), membrane filter, hanger(clamp), working panel, e-ductors, panel guide 등으로 구성됩니다.

 

전기동 세부 공정

전처리 - 전기동도금

 

전처리

표면 산화막을 제거하고 유기 오염물을 제거하여 도금 성장면과 밀착력을 강화시킵니다.

 

전기도금 조

황산구리 수용액에 전자를 방출하여 액 중에 있는 Cu+ 이온을 cathode 극에 연결된 피도금체의 표면에 석출 시킵니다.

 

Faraday's 법칙

도금 무게[g] = (I * T * M) / (Z * F)

I = 전류 [A]

T = 시간 [sec]

M = 금속의 원자량 (63.546 [g/mol])

Z = 금속 이온이 환원되는 전자의 수 (2)

F = 패러데이 상수 (96485 [C/mol])

 

도금 두께[um] = (W*100) / (S * D)

W = 도금 무게 [g]

S = 도금 표면적 [dm^2]

D = 비중 (8.94 [g/cm^2])

 

지금까지 전기동 공정과 세부 내용에 대해 알아보았습니다.

다음 게시물에서는 전기동의 mechanism, 첨가제와 불량들에 대해 알아보겠습니다.