상온시효에서 Cu/NiMoNb 박막과 폴리이미드 사이의 접착력 변화

Abstract

전해 도금 공정은 연성동박적층(FCCL)의 제조를 위해 구리층을 형성하는데 널리 이용되고 있다. 이 때 전해 도금 공정을 하게 될 경우, 상온에서 결정립이 성장하게 되는 self-annealing이 일어나게 된다. Self-annealing으로 인한 결정립 성장은 시편의 압축잔류응력 감소를 초래하고, 이로 인해 박리강도에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 전해 도금시 형성되는 self-annealing에 의한 압축잔류응력의 감소가 박리강도에 미치는 영향을 파악하는 것이 필요하다.

본 연구는 Cu/NiMoNb/Polyimide system에서 전해 도금 후 상온 유지 시간에 따라 박리강도의 변화를 조사하였다. 우선 NiMoNb이 Polyimide substrate에 접착층으로 증착되었고 그 위에 Cu를 스퍼터링 후 25°C, 35°C 도금 욕에서 8, 12, 20 μm 전해도금을 실시하였다. 그리고 180도 peel test 장비를 이용하여 시간에 따른 박리강도를 측정하였다. 우선, 미세구조의 변화를 알아보기 위해 XRD를 이용하여 시간 변화에 따른 결정립을 측정하였다. 25°C에서 제조된 시편은 결정립 크기가 도금층 두께에 상관 없이 하루 만에 급격한 성장이 일어났고, 35°C에서 제조된 시편은 두께에 따라 성장 속도가 다르게 나타났다. 또한 초기에 형성되는 압축잔류응력은 결정립 성장으로 일어나는 부피수축에 의해 압축잔류응력이 감소하게 된다. 그래서 25°C 도금욕에서 제조된 시편은 하루 만에 압축응력이 감소하였고, 35°C에서 제조된 시편은 두께에 따라 감소 속도가 다르게 나타났다. 박리강도는 시편 내부의 잔류응력의 영향을 강하게 받는다. 시편에 압축잔류응력이 형성 시 neutral surface 이동으로 인한 계면 사이의 전단응력 변화로 압축응력이 걸려있는 시편과 그렇지 않은 시편의 분리하는 힘은 차이가 나게 된다. 이를 확인 하기 위해서 XRD를 이용한 (331) peak 분석을 통해서 소성변형량을 측정하여 박리강도의 감소에 대한 원인을 분석하였다.