FPCB 복합표면처리에 대한 개선 = Improvement of FPCB Duplex Surface Treatment

국문 초록 (Abstract)

FPCB (Flexible Printed Circuit Board)는 반도체 소자와 부품 간의 전기적 신호를 연결하는데 사용된다. 전기적 신호를 정상적으로 연결함에 있어 전도체의 산화방지 및 솔더링 접합 신뢰성 확보로 인하여 표면처리는 매우 중요하다. 표면처리는 단일표면처리와 복합표면처리로 구분되는데, 단일표면처리에서 사용상의 한계점을 극복하기 위해 대표적으로 ENIG/OSP 복합표면처리가 사용되고 있다.
최근 FPCB의 ENIG/OSP 복합표면처리 진행 중 ENIG 영역에서 다양한 불량들이 검출되고 있다. 단일표면처리에서 발생하지 않는 유형으로 Ni(P)층Crack 현상이 대표적이다. 이는 Ni(P)층 Crack은 Cu 층의 산화와 FPCB 신뢰성 영향에 치명적인 Black Pad의 원인이 되기 때문에 개선이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구는 FPCB의 ENIG/OSP 복합표면처리에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 Ni(P)층 Crack에 대한 원인을 규명하여 개선하는데 목적이 있다.
ENIG/OSP 복합표면처리에서 ENIG 영역의 Ni(P)층 Crack에 대하여 체계적인 분석이 수행되었다. 표면분석과 화학적, 물리적 영향 실험 분석을 토대로 불량 유형에 대한 검증을 실시하였다. 이를 통해 불량 영향에 대한 원인인자를 판별하였다. 또한, 복합원인인자의 영향성 검토를 위해 27번의 실험을 실시하여 인자의 효과 및 최적공정조건에 대한 모델을 수립할 수 있었다. 이를 통해 Over Fill 조건과 박리공정온도가 Ni(P)층 Crack에 기인하는 인자로 파악 되었다. 이에 최적공정조건 설계를 토대로 Ni(P)층 Crack 현상이 개선되는 것을 확인하였다.
본 연구를 통해 ENIG/OSP 복합표면처리의 Ni(P)층 Crack 현상을 개선하는 기틀을 마련하였다. 이는 향후 ENIG 표면처리를 활용하는 복합표면처리 분야에서 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1. 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2. 연구범위 및 내용 5
• 2. 이론적 배경 7
• 2.1. FPCB 표면처리의 종류 7
• 2.2. ENIG 및 OSP 표면처리 9
• 2.2.1. ENIG 화학식 9
• 2.2.2. OSP 화학식 10
• 2.2.3. ENIG Black Pad 현상 11
• 3. 복합표면처리 영향 검토 15
• 3.1. 분석 실험 설계 15
• 3.1.1. 분석 시료 및 분석 장비 15
• 3.1.2. 분석 실험 순서 18
• 3.2. 표면 분석 20
• 3.2.1. 분석 방법 및 실행 20
• 3.2.2. 분석 결과 및 해석 21
• 3.3. 화학적 영향 분석 30
• 3.3.1. 분석 방법 및 실행 30
• 3.3.2. 분석 결과 및 해석 31
• 3.4. 물리적 영향 분석 33
• 3.4.1. 분석 방법 및 실행 33
• 3.4.2. 분석 결과 및 해석 33
• 4. 복합표면처리 개선을 위한 최적 설계 36
• 4.1. 실험계획법 설계 36
• 4.1.1. 특성치 개요 36
• 4.1.2. 인자 및 수준 설정 37
• 4.1.3. 실험 순서 랜덤화 38
• 4.1.4. 대표 특성치 선정 및 검증 39
• 4.2. 실험계획법 분석 및 결과 42
• 4.2.1. 분산분석 42
• 4.2.2. 최적조건 결과 44
• 5. 결론 및 고찰 48
• 참고문헌 50
• Abstract 53