PCB에서의 ECM 특성에 미치는 SnPb 솔더 합금의 분극거동의 영향 = Influence of Polarization Behaviors on the ECM Characteristics of SnPb Solder Alloys in PCB

국문 초록 (Abstract)

전자 부품의 크기가 점점 줄어들고 고집적화됨에 따라 전자 패키지 내부에 사용되는 금속간 간격이 줄어들고 있다. 이에 더하여 고온 고습한 환경에서 금속간에 전압이 인가되면 금속의 이온화가 촉진, 금속으로 이루어진 필라멘트가 형성되어 결국 절연파괴에 이르게 된다. 이러한 현상이 electrochemical migration(ECM)이다. 이에 인쇄회로기판을 사용하여 ECM 특성 평가를 수행하였다. 항온/항습조건($85^{\circ}C,\;85{\%}RH$)에서 PCB의 $300 {\mu}m$의 단자간격을 가진 through-hole via 표면에서 발생하는 ECM 현상은 CAF가 절연파괴의 주된 메커니즘이었다. solder를 구성하는 Sn과 Pb 조성 분석을 통해 Pb 의 이온 이동도가 Sn의 이온 이동도보다 큰 것을 알 수 있었으며 이는 급격한 양극용해 거동을 보이는 pure Pb의 분극거동과 상관관계가 있는 것으로 사료된다. 또한 시간에 따른 절연파괴시간 시험을 통하여 ECM에 의한 절연파괴시간이 인가전압에 의존하며 인가전압 의존성 지수값(n)은 2로 나타났다.

참고문헌 (Reference)

1 "handle with care-mechanism and conditions for copper migrated resistive short formation" 20 (20): 5-8, 1999

2 "The effect of migration in electrochemical deposition on a horizontal plate" 31 : 1137-1143, 1998

3 "The Effect of Flux Chemistry, Applied Votage, Conductor Spacing, and Temperature on Conductive Anodic Filament Formation" 31 (31): 1208-1224, 2002

4 "Process planning for manual PWB assembly" 31 (31): 181-184, 1996

5 "Metallic electromigration phenomena" 11 (11): 5-15, 1988

6 "IEEE Transactions on Components" 11 (11): 5-15, 1988

7 "Failure-mechanism models for conductive-filament formation" 43 (43): 354-360, 1994

8 "Failure-mechanism models for conductive-filament formation" 43 (43): 1994

9 "Failure analysis of cathode filament formation in multilayer PWBs using combined electron spin resonance and micro-FTIR techniques" 258-266, 1996

10 "Electrochemical processes resulting in migrated short failures in microcircuits" 18 (18): 602-610, 1995

11 "Conductive anodic filament enhancement in the presence of a polyglycol-containing flux" 267-273, 1996

12 "Comparison of corrosion rates evaluated from polarisation resistance and electrochemical impedance spectroscopy measurements IEE Colloquium on Electrochemical Measurement" 1994