Indium 사의 블로그

질 나쁜 OSP-땜납 젖음을 위한 볼 부착 플럭스 WS-446-NRD

Friday, September 21, 2012

최근 말레이시아를 여행하던 중, 저는 두 명의 동료와 반도체 어셈블리에 관해 인터뷰 했습니다. 제가 전에 발표한 Sze-Pei Lim과의 인터뷰는 이곳에서 보실 수 있습니다.

이번에 노스 웨스트에 있는 논리 회로 제조업체를 방문하는 동안 저[ACM]는 Indium Corporation의 지역 기술 매니저 Sehar Samiappan [SS]와 최근에 당사에서 개발한, 0.5mm 피치와 1500 I/O 이상의 BGA 어플리케이션 용으로 설계된 수용성 볼 부착 플럭스 WS446-NRD에 대해 잠시 대화를 나누었습니다.

[ACM] 어떻게 WS446-NRD를 개발하게 되었습니까?

[SS] 이 개발은 훌륭한 품질이 보장되면서 환경에 미치는 영향을 줄여주는 BGA (볼 그리드 배열) 납땜 접합에 대한 한 고객의 요구에 의해 이루어진 것입니다. 품질에 큰 중점을 두는 우리의 고객은 여러 다른 업체들로부터 구리 OSP 패드가 있는 FC-BGA 기판을 공급 받아 사용하고 있습니다. 이 고객은 SAC305 솔더볼을 기판에 붙일때 가끔 납땜성이 빈약한 것에 대해 크게 우려하고 있었습니다. 저희가 발견한 주요 결함은 OSP가 코팅된 구리 패드상의 젖음 불량인데, 이는 결합 강도와 범프 평면도에 변동이 생기게 하며 심지어는 (좋지 않은 경우) 볼 누락/"빅 볼" 효과가 일어나게 됩니다. 일부 패드 마감재는 심하게 산화되어 리플로 중에 납땜 젖음을 심하게 저해하는 것으로 나타났습니다. 표면 마감재에서의 변동은 각 공급업체들의 제품에서 발견되었을 분만 아니라, 저비용 업체의 제품에서는 매 로트에서 나타났습니다.

여기서 나타난 몇몇 차이는 플립 칩 영역의(윗면) C4 “케이지”로부터의 마스크 스미어 제거 방법에 기인한다고 할 수 있습니다. 이 방법은 플라스마 기반의 스미어 제거 또는 무기산 딥을 산화시키는 것으로, 기판의 반대편 (하단) BGA 면의 납땜성에 분명하게 영향을 줍니다.

[ACM] 전에는 고객들이 이 문제를 피하기 위해 어떤 조치를 취했는지요?

[SS] 이것은 볼 부착 플럭스를 사용하는 많은 고객들에게 심각한 문제이며, 일부 고객들은 오염물질을 제거하기 위해 산화물 및 OSP (유기 납땜성 보호제) 코팅 같은 특별한 플럭스 밥법을 사용하기에 이르렀습니다. 이 액체 플럭스들은 매우 반응적이지만 비용과 시간이 소요되는 별도의 스프레이, 리플로 및 세척 단계를 필요로 합니다. WS446 시리즈의 할로겐화된 볼 부착 플럭스는 다양한 금속상에 SAC105, 305 및 405의 땜납 젖음을 허용하는, 훌륭한 화학적 성질을 가지고 있습니다. 반도체 조립 업계에서, 다양한 FC-BGA 어플리케이션에서의 납땜성이 우수하고 유효기간이 긴 WS446는 타이완 및 동남아시아 지역 전체에 잘 알려져 있습니다.

[ACM] WS446-NRD는 어떤 점이 다르며, 개발된 이유는 무엇입니까 ?

[SS] WS446 플럭스는 밝은 빨간색 염료를 사용하여 채색되어 있어서 플럭스를 눈으로 볼 수 있으며 시각 시스템에 의해 자동 감지됩니다. 빨간색으로 착색함으로써 자동 볼 부착 플럭스 딥 보충 시스템이 플럭스의 레벨을 감지할 수 있게 해줍니다. 착색 플럭스는 대개 아무 문제될 것이 없지만, 이 고객은 빨간색 염료가 물세척 장비를 오염시키고 물재활용 시스템 안에 쌓이지 않을까 하는 환경적 우려를 표명했습니다. WS446-NRD는 기본 WS446 플럭스 시리즈로부터 개발되었지만 빨간 염료가 들어있지 않습니다. WS446-NRD는 추가 처리 단계를 필요로 하지 않으면서 OSP 납땜성의 변동을 없애주어 납땜성이 탁월했습니다. WS446-NRD는 또한 내부 프로세스와 청결성 등의 제품 요건에 합격했으며, 그 고객은 신속하게 특정 요건에 맞도록 화학적 성질을 맞추어준 Indium의 능력에 크게 만족해 했습니다.