다우전자재료가 무연 솔더 범프 도금 응용 분야에 사용되는 틴-실버(Tin-Silver) 도금 약품의 상업화를 완료했다. 새로운 SOLDERON BP TS 6000 틴-실버 도금 약품은 현재 주요 반도체 패키징 업체를 대상으로 시험 평가 중이다.
최근 출시된 틴-실버 도금 약품은 첨단 칩 패키징의 범핑(bumping) 프로세스와 도금, 프린팅 등의 응용분야에서 다양하게 활용되고 있다. 이미 다우전자재료의 틴-실버 제품은 많은 고객사에 의해 솔더로서 사용되고 있다. 솔더 범프는 반도체와 반도체 또는 반도체와 PCB 기판을 연결하는 접착제 역할을 한다.
다우전자재료의 로버트 카바나(Robert J. Kavanagh) 최첨단 패키징 금속배선(이하:APM) 글로벌 총괄 이사는 “솔더 범프는 다이 사이의 전류가 흐를 수 있도록 신호를 전송하는 패스웨이를 만든다”면서 “기존에는 주로 납을 사용했지만, 유해성의 문제로 더 안정적이고 신뢰성 있는 틴-실버 도금약품을 사용하는 추세”라고 말했다.


높은 수율과 유연성 제공
틴-실버 범프와 관련된 올바른 기준은 솔더가 리플로우(reflow)됐을 때 보이드(void)가 없거나 전체 웨이퍼에 만들어지는 범프 두께가 일정한 형태를 나타내는 것이다. 또한 실버 콤포지션(Silver Composition Uniformity)이 균일하게 조성됐는지도 중요하다.
SOLDERON BP TS 6000은 저속 2 um/min와 고속 5 um/min의 성능을 나타낸다. 속도는 고객의 요구에 따라 달라질 수 있지만, 저/고속 모두가 웨이퍼의 수율을 높이는 장점을 제공한다. 또한 리플로우 후, 매크로 보이드(Macro void)와 마이크로 보이드(Micro void)가 나타나지 않는다. 특히 하나의 다이 전체에 걸쳐 범프가 균일해 전기도금을 실행해 전류 밀도가 변할 시에도 균일성이 유지할 수 있다.
로버트 카바나 APM 글로벌 총괄 이사는 “이런 다양한 기준이 전체 칩 패키지의 수율이나 안정성, 신뢰성 등의 장기적인 영향을 미치지만, 중요한 건 기준을 달성할수록 더 고성능의 칩을 만들 수 있다는 것”이라면서 “SOLDERON BP TS 6000은 이런 기준을 충족함과 동시에 유연성과 전체 소유 비용 간의 균형을 잡아 최적화된 성능을 제공한다”고 말했다.
RTU 버전 개발
SOLDERON BP TS 6000 틴-실버 약품은 향상된 도금 성능과 도금욕 안정성, 기존 공정에 쉽게 적용할 수 있다. 또한 견고한 공정 유연성과 소유 비용(COO) 최소화를 통해 넓은 공정 구간(process window)을 구현할 수 있다. 다우전자재료는 양산에 사용되는 틴-실버 도금욕 구성과 보충을 위해 전체 재료 조합으로 구성된 모든 구성 요소를 상품화해 SOLDERON BP TS 6000 틴-실버를 지원하고 있다.
다우전자재료는 제조 공정을 단순화하기 위해 RTU(ready-to-use) 버전을 개발하고 있으며 올해 2분기 중 사용 가능한 제품이 출시될 전망이다. RTU 포뮬레이션 방식은 제품 사용을 단순하게 하고, 도금욕 준비와 세팅 과정을 더욱 쉬우며, 제조 준비에 소요 시간을 단축시킨다. 또한 다우전자재료는 고객의 특정 요건을 충족시키는 맞춤형 RTU 도금욕과 보충 포뮬레이션을 개발 중이다.
또한 제품의 사용성에 집중해 도금욕 분석과 관리에 사용할 수 있는 인라인(in-line) 계측 기술을 주요 계측 기술 파트너와 공동으로 개발하고 있다. 향상된 고객 경험을 제공하기 위해 고안된 이러한 방식을 이용하면 측정을 이해 도금욕 샘플을 오프라인으로 수집할 필요가 없다. 도금 탱크에 부착된 분석기는 자동으로 샘플을 수집해 도금욕을 분석한 뒤, 성능 달성에 필요한 도금욕 농도를 조절해 준다.


검증된 기술력 제공
다우전자재료는 재료 과학과 응용 분야에 전문성을 바탕으로 2013년 약 21억 달러의 매출을 달성했다. 주요 고객은 글로벌 선도 제조업체로 긴밀한 협조를 위해 지역마다 사이트를 개설하고 있다. 로버트 카바나 APM 글로벌 총괄 이사는 “다우전자재료의 비즈니스는 크게 반도체와 회로기판, LED, 디스플레이로 나뉘며 각 시장에서 높은 점유율과 강력한 기술 리더십을 가지고 있다”면서 “다우전자재료가 빠른 속도로 부상하는 새로운 재료에 대해 집중하는 만큼 앞으로 더 높은 성과를 거둘 것으로 기대한다”고 말했다.


그는 “차세대 저전력, 고성능, 정밀 폼-팩터 모바일 기기의 기술을 구현하기 위해서는 재료의 역할이 중요하다는 사실이 널리 알려졌다”면서 “SOLDERON BT TS 6000 은 이러한 재료 중 하나로 인-비아(in-via)와 머쉬룸 범핑(mushroom bumping), Cu와 마이크로 Cu 필러 캡핑(micro-Cu pillar capping)을 비롯한 다양한 플립 칩과 새롭게 주목받고 있는 3D 패키징 응용분야에 검증된 기술력을 제공한다”고 말했다.
한편 다우전자재료는 고객과 긴밀히 협력하며 양산 요건을 충족시키기 위해 TS 6000을 맞춤화하고 있다.