말단 카복시기 함유 폴리우레탄 바인더를 이용한 땜납 레지스트의 내냉열 충격성 개량
Hiroyuki ISHIKAWA 외 2명
최근 전자기기의 소형화 및 고기능화가 진행됨에 따라 프린트 배선판에서도 고밀도화가 진행되고 있으며, 땜납 레지스트(SR)에서는 고밀도화, 협피치화에 따른 배선의 미세화로 인해 신뢰성 요구 성능이 높아지고 있다.
일반적으로 반도체에 열이 발생하면 온도 변화에 따라 열 사이클이 생기는데, 이러한 열 사이클을 유발하는 구리 배선이나 기판과 SR 사이의 선팽창계수 차이로 인해 응력이 발생하게 된다. 하지만 SR이 발생하는 응력을 견딜 수 있는 소재가 아니라면 SR 위에 크랙이 발생되어 구리 배선이 차단될 수 있다.
따라서 이 문제에 대해 「일본실장학회지」 최신호에서 Hiroyuki ISHIKAWA 외 2명은 ‘말단 카복시기 함유 폴리우레탄 바인더를 이용한 땜납 레지스트의 내냉열 충격성 개량 방법’이라는 글을 통해 자세히 설명했다.
충격성 개량 방법에 대한 테스트 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다.
1. 말단과 주쇄의 카복시기 반응률 비교
카복시기의 존재 위치에 상관없이 경화막 내 카복시기 반응률은 동등하기 때문에 카복시기 위치에 따라 반응률의 차이는 보이지 않았다.
2. SR막의 각 반응기에서 유래한 고분자 말단 잔존량 비교
에폭시기와 아크릴기에서 유래한 반응 후의 고분자 말단 잔존량은 폴리우레탄 바인더의 카복시기에서 유래한 고분자 말단 잔존량과 비교해 적다는 사실을 알 수 있었다. 또한 고분자 말단에 카복시기를 도입한 Entry4 폴리우레탄 바인더의 고분자 말단 잔존량은 Entry1의 주쇄에만 포함하는 폴리우레탄 바인더와 비교해 1/3 정도 감소함을 알 수 있었다.
3. 고분자 말단 잔존량과 내냉열 충격성의 관계
고분자 말단 카복시기 잔존량의 산출값이 작을수록 내구 사이클 수와 내냉열 충격성이 높다는 결과를 얻었다.
4. 땜납 레지스트 경화막의 물성 비교
말단에 카복시기를 도입한 Entry3의 폴리우레탄 바인더를 사용한 SR은 말단에 카복시기를 갖지 않는 폴리우레탄 바인더 Entry1과 비교해 파단 신장률일 높다는 결과를 얻었다.
5. 땜납 레지스트 경화막의 점탄성
Entry1의 주쇄 폴리우레탄 바인더의 반치전폭은 61℃, Entry3의 말단형 폴리우레탄 바인더의 반치전폭은 55℃를 나타냈다. 하지만 폴리우레탄 바인더의 차이로 저장 탄성률에는 차이가 보이지 않았다.
