마이크로파 소결법을 이용한 LTCC 기판 Post 전극 형성에 관한 연구

A Study of Post Electrode Formation by Microwave Sintering in LTCC Substrate

LTCC 기판제작에 있어서 Post 전극형성은 실제 IC 및 수동부품을 탑재하는 Pad 형성 부분으로 전극 표면의 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 일반적인 전기로를 이용한 post 전극 소성시 발생되는 문제점들 개선하여 마이크로파 소결을 통한 전극 미세 구조의 치밀화 및 이에 따른 신뢰성 기초 평가를 진행하였다. 일반적인 전기로와 마이크로파 소결 조건에 따른 전극과 LTCC 세라믹 상태를 평가하였다. 또한 과소성 및 탈바인더 공정시 Out gas 불충분에 의한 전극 부풀림 현상을 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있었으며 실제 solder ball 형성후 실장형 전극의 고착강도를 측정한 결과 기존 전기로에 비해서 30% 고착강도가 증가 하였다. 또한 소결시간을 기존 전기로 10시간에 비해 30분 정도에서 소결 공정이 이루어지므로 95%정도 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 소성로 설계를 통한 양산성, 효율성에 크게 증대되리라 예상된다.

This study is focused on the effect of the surface properties for the post electrode, which is used in pad formation consisted of SMT such as IC, passive component, combined with fired LTCC substrate, We carried out the surface microstructure of sintered electrode and the basic reliability evaluations with sample fired by microwave sintering to solve the problems occurred in post electrode by electric sintering. We evaluated surface densification status of post electrode according to various conditions of microwave sintering. In additions, it is obtained strong effect on blister improvement of post electrode because of over-sintering and the insufficient out gas in bum out process. As a result of adhesion strength, we confirmed $44.3N/mm^2$ in microwave sintering and $34.5N/mm^2$ in electric sintering, respectively. This result will be used for the basic reliability test. Finally, microwave sintering seems to be economic in process time with 30 min compared to electric sintering with 10 hr. In terms of Mass production and efficiency, microwave sintering are excepted to be higher than electric sintering.