Mechanical property measurement of thin polymer composite laminates for warpage analysis of package substrates

Abstract

유연 전자 소자의 박형화와 다층화에 따라 패키지 기판의 휨은 제조공정, 조립공정에서 매우 중요한 이슈가 되었다. 기판 휨을 예측하고 저감하기 위해서는 각 구성층의 기계적 물성이 올바른 방법으로, 정밀하게 측정되어야한다. 본 연구는 3점 굽힘 시험을 수행하여 구성층들의 굽힘 거동을 분석하기 위해 중요한 굽힘탄성계수를 측정한다. 정확한 굽힘탄성계수 측정에는 두께에 대한 지지점 경간 길이가 중요하므로, 실험을 통해 100, 150 마이크로미터 두께의 박형 폴리머 복합체 기판에 대한 적정 경간 거리를 결정하였다. 전기도금 구리, 프리프레그, 솔더 레지스트 필름 등 적층 필름의 굽힘탄성계수도 3점 굽힘 시험으로 간접적으로 측정하였다. 특히 IC 산업계에서 열, 기계 역학 분석을 수행할 때 재료의 열팽창계수는 매우 중요하다. 본 연구에서는 디지털 화상 관련법을 이용하여 쉽고 정확한 열팽창계수를 측정하는 시스템을 개발하였다. 열이력을 거치며 기준 시료의 휨을 측정하고 이를 예측하는 유한요소법 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 측정된 기계적 물성치들의 정확도와 적합성을 검증하였다. 추가로, 동박적층판의 제작 공정으로부터 기판의 휨 방향 메커니즘을 규명하였다.