기판 전해 금도금 (1)

기판 표면처리 공정 중 무전해가 아닌 전해 금도금에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

표면처리 : Chip connection 영역의 부식 방지와 안정적인 wire bonding 및 soldering 성능을 부여하기 위한 기술

 

표면처리 종류

: 전해 금도금 / 무전해 금도금 / 유기막 형성 방식

 

Soft Au (Electrolytic Ni/Au plating)

장점 : SBJ 및 W/B 특성이 매우 우수함

단점 : 높은 금도금 두께로 인해 공정 단가가 높음

 

OSP (Organic solderablity preservative)

장점 : 생산성이 뛰어나고 경제성이 매우 우수함

단점 : W/B에 부적합하며 내열성이 약함

 

ENIG (Electroless Ni Immersion Gold)

장점 : SBJ 특성과 경제성이 우수함

단점 : Black pad 발생과 같은 Ni diffusion에 취약함

 

ENEPIG (Electroless Ni Electroless Pd Immersion Gold)

장점 : SBJ 및 W/B 특성이 우수하며 경제성이 좋음

단점 : 약품 변동에 따른 품질 변동이 심함

 

 

도금 방식

크게 세 가지로 분류되며, 금도금은 전기 도금 방식을 적용하고 있습니다.

 

전기 도금 (Electrolytic plating)

: 외부 전기(정류기)에 의해 금속을 석출 시킴

 

무전해 도금 (Electroless plating)

: 환원제가 산화되면서 발생한 전자를 용액 내의 금속 이온에 공급하여 금속을 환원 석출 시킴

 

치환 도금 (Immersion plating)

: 금속 간의 전위차(이온화 경향)에 의하여 용액 중의 금속 이온을 치환 석출 시킴

 

 

도금 이론

전기 도금은 Faraday's law에 따라 도금되는 두께의 양이 결정됩니다.

 

- 전해질 수용액 중에서 전극에 석출 하는 물질의 양은 통과한 전기량 (전류 * 시간)에 비례합니다.

- 일정한 전기량에서는 전해질 수용액 내에서 전극에 석출하는 물질의 양은 이 물질의 화학당량(원자량/원자가)에 비례합니다.

 

W = I * t * eq / F

 

W : 전극상에 석출하는 물질의 질량 [g]

I : 전극과 전해액 계면을 통과한 전류의 세기 [A]

t : 석출시간 [sec]

eq : 석출 물질의 당량 [원자량/원자가]

F : Faraday 상수

 

thickness = W / (D*S)

 

W : 전극상에 석출하는 물질의 질량 [g]

D : 도금 면적 [dm^2]

S : 금속의 밀도 [g/cm^3]

 

 

전류 인가 방식

: 정류기를 사용하여 AC를 DC로 변경하여 정전류를 출력하여 안정적인 도금 두께를 형성합니다.

개별 전류 인가 방식 : 저전류 인가가 필요한 제품에 적용하고, 편차 개선에 효과적입니다.

일괄 전류 인가 방식 : 고전류 인가가 필요한 제품에 적용하여 투자 비용이 낮습니다.

 

 

전해 금도금 공정 순서는 (2)에서 계속됩니다.