• 한국표면공학회지
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• 제55권4호
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• pp.202-214
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• 2022

Internal connections between device, package and external terminals for connecting packaging and printed circuit board are normally manufactured by electroless Ni-P plating followed by immersion Au plating (ENIG process) to ensure the connection reliability. In this study, a new non-cyanide-based immersion and electroless Au plating solutions using thiomalic acid as a complexing agent and aminoethanethiol as a reducing agent was investigated on different underlayer electroless Ni-P plating layers. As a result, it was confirmed that the deposition behavior and film properties of electroless Au plating are affected by grain size and impurity of the electroless Ni-P film, which is used as the plating underlayer. Au plating on the electroless Ni-P plating film with a dense surface structure showed the highest bonding strength. In addition, the electroless Au plating film on the Ni-P plating film has a smaller particle size exhibited higher bonding strength than that on the large particle size.

• 한국표면공학회지
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• 제55권5호
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• pp.299-307
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• 2022

Gold plating is used as a coating of connector in printed circuit boards, ceramic integrated circuit packages, semiconductor devices and so on, because the film has excellent electric conductivity, solderability and chemical properties such as durability to acid and other chemicals. In most cases, internal connection between device and package and external terminals for connecting packaging and printed circuit board are electroless Ni-P plating followed by immersion Au plating (ENIG) to ensure connection reliability. The deposition behavior and film properties of electroless Au plating are affected by P content, grain size and mixed impurity components in the electroless Ni-P alloy film used as the underlayer plating. In this study, the correlation between electroless nickel plating used as a underlayer layer and cyanide-free electroless Au plating using thiomalic acid as a complexing agent and aminoethanethiol as a reducing agent was investigated.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.708-711
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• 1999

The Cu/Ni/Au lamellar structure is extensively used as an under bump metallization on silicon file, and on printed circuit board(PCB) pads. Ni is plated Cu by either electroless Ni plating, or electrolytic Ni plating. Unlike the electrolytic Ni plating, the electroless Ni plating does not deposit pure Ni, but a mixture of Ni and phosphorous, because hypophosphite Is used in the chemical reaction for reducing Ni ions. The fracture crack extended at the interface between solder balls of plastic ball grid (PBGA) package and conducting pads of PCB. The fracture is duets to segregation at the interface between Ni$_3$Sn$_4$intermetallic and Ni-P layer. The XPS diffraction results of Cu/Ni/Au results of CU/Ni/AU finishs showed that the Ni was amorphous with supersaturated P. The XPS and EDXA results of the fracture surface indicated that both of the fracture occurred on the transition lesion where Sn, P and Ni concentrations changed.

• 전기화학회지
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• 제2권3호
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• pp.138-143
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• 1999

최근 large scale integrated circuits(LSI) 및 printed circuit board(PCB)의 세밀화가 전자기기의 소형화로 인하여 필수 불가결하게 되었다. 전해 도금은 LSI및 PCB의 전도도 및 부식저항을 향상시키기 위해서 전도성 라인의 말단에 적용되고 있다. 그러나 회로 기판의 소형화 및 고직접화로 인하여 적용되지 못하고 있다. 따라서 최근 무전해 도금은 복잡한 장치와 외부에서 전원을 필요치 않는 작동의 간편함 때문에 매우 각광 받고 있는 방법 중의 하나이다. 본 연구는 무전해 니켈/금도금의 도금 기술 개발을 위해 시험하였다. 무전해 니켈 도금은 $85^{\circ}C$의 도금 욕에서 PCB기판 위에 침적 시켰고 그 다음 금층은 동일한 방법으로 $90^{\circ}C$에서 니켈 층위에 침적 시켰다. Bonderbility는 무전해 니켈/금도금의 안정성을 평가하기 위해 gold wire 또는 solder ball 테스트로 실험하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-103
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• 2005

42Sn-58Bi 솔더(이하 wt.$\%$에 의한 표기)와 무전해 Ni-P/치환 Au under bump metallurgy (UBM) 간의 계면 반응을 intermetallic compound (IMC)의 형성과 성장, UBM의 감소, 그리고 범프 전단강도의 영향 관점에서 시효 처리 전 후에 어떠한 변화가 생기는 지를 알아보고자 하였다. 치환 Au 층을 $5{\mu}m$ 두께의 무전해 Ni-P ($14{\~}15 at.\%$ P)위에 세 가지 각기 다른 두께, 즉 $0{\mu}m$(순수한 무전해 Ni-P UBM), $0.1{\mu}m$, $1{\mu}m$로 도금하였다. 그 후 42Sn-58Bi 솔더 범프를 세 가지 다른 UBM 구조에 스크린프린팅 방식으로 형성하였다. 범프 형성 직후에는 세 가지 다른 UBM구조에서 솔더와 UBM 사이에 공통적으로 $Ni_3Sn_4$ IMC (IMC1) 만이 형성됐다. 하지만, 이를 $125^{\circ}C$에서 시효 처리를 할 경우 특이하게 Au를 함유한 UBM 구조에서는 $Ni_3Sn_4$ 위로 또 다른 4원계 화합물 (IMC2)이 관찰되었다. 원자 비로 $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$인 4원계 화합물로 확인되었다. $Sn_{77}Ni{15}Bi_6Au_2$ 층은 솔더 조인트의 접합성에 매우 치명적인 영향을 미쳤다. 시효 처리를 거친 Au를 함유한 UBM 구조에서 솔더 범프의 전단 강도 값은 시효 처리 전에 비해 $40\%$ 이상의 감소를 보였다.

• 한국표면공학회지
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• 제40권1호
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• pp.32-38
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• 2007

Ni coating layers were formed using a newly developed electroless Ni plating solution. The properties of Ni coating layer such as internal stress, hardness, surface roughness, crystallinity, solderability and surface morphology were investigated using various tools. Results revealed that internal stress decreased with plating time and reached $40N/mm^2$ at 20 minutes of the plating time. Hardness increased with increasing P content and thickness. Surface roughness of the pad decreased with Ni and Ni/Au plating. Crystallinity decreased with increasing P content. Solderability based on wettability decreased with Ni and Ni/Au plating. Based on surface morphology, it is expected that Ni coating layer formed using a newly developed electroless Ni plating solution is lower than that formed using a commercial electroless Ni plating solution in possibility of black pad occurrence.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.55-62
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• 2001

최근 전자 제품에서 사용이 폭발적으로 증가하고 있는 BGA, CSP 등의 면실장형 부품의 폭 넓은 채용에 따라서 베어 보드에서 solderability에 영향을 미치는 평탄한 표면 처리에 대한 요구는 갈수록 증가되고 있다. 무전해 Ni/Au도금 처리는 이러한 요구에 대한 해결책을 가지고 있어서 많은 전자제품에서 평탄한 표면 처리를 요구하는 응용 분야에 폭 넓게 사용되고 있다. 그러나, 무전해 Ni/Au 도금은 평탄한 표면 처리를 가지는 반면에 도금 공정에서 Ni의 산화와 적정한 P성분과 같은 몇 가지 해결요소를 가지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 무전해 Ni/Au 도금 처리를 한 보드에서 BGA의 solderability에 미치는 영향을 사전 조사한 후, NiP 산화 특성과 보드의 휨과 간은 주요 인자를 선정하였다. 이를 위하여 먼저, 다양한 도금 조건을 가지는 테스트 보드를 제작한 후, 도금 공정에서 P성불을 감소시켜 NiP 산화 특성을 개선하였다. 또한 다양한 내층 구조와 휨 분석을 통해 내층 구조를 개선하여 보드의 휨을 최소화하였다. Solderability의 평가를 위해서 최적의 조건으로 제작된 보드에 BGA를 실장하여 보드의 휨과 도금 특성을 분석하였다. BGA의 접합부 조직은 주사 전자현미경(SEM: Scanning Electronic Microscope)과 광학 현미경(Optical Microscope)으로 관찰하였으며, 성분 분석은 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)를 활용하였다. 또한 기계적인 특성은 ball shear tester를 사용해서 파괴 강도와 모드를 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1995년도 추계 학술발표 강연 및 논문개요집
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• pp.82-82
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• 1995

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.80-80
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• 1998

• 한국표면공학회지
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• 제50권3호
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• pp.170-176
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• 2017

EPIG (Electroless Pd/immersion Au) process was studied to replace ENIG (electroless Ni/immersion Au) and ENEPIG (electroless Ni/electroless Pd/immersion Au) processes for bump surface treatment used in high reliable flip chip packages. The palladium and gold layers formed by EPIG process were uniform with thickness of 125 nm and 34.5 nm, respectively. EPAG (Electroless Pd/autocatalytic Au) also produced even layers of palladium and gold with the thickness of 115 nm and 100 nm. TEM results exhibited that the gold layer in EPIG surface had crystalline structure while the palladium layer was amorphous one. After annealing at 250 nm, XPS analysis indicated that the palladium layer with thickness more than 22~33 nm could act as a diffusion barrier of copper interconnects. As a result of comparing the chip shear strength obtained from ENIG and EPIG surfaces, it was confirmed that the bonding strength was similar each other as 12.337 kg and 12.330 kg, respectively.