소개
전력반도체 접합에서 은을 구리로 바꾸려는 시도는 오래 이어져 왔다. 그 전환을 막아온 것이 수 나노미터 두께의 Cu 산화막이다. 환원 기능과 산화방지 기능을 하나의 표면층에 합친 PDA 기능층으로 이 장벽을 다루는 접근과 그 근거를 정리한 기술 자료다.
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요약
Ag는 접합재 한 층이 아니라 공정체계 전체를 만든다. Ag 페이스트와 양면 Ag 도금이 함께 따라붙기 때문에 원재료비만의 문제가 아니다. Ag를 Cu로 바꾸면 비용은 내려가고 접합 신뢰성은 올라가지만, Cu 표면의 얇은 산화막이 접합을 저해해 왔다. 쿨스는 환원제를 더 강하게 만드는 대신 환원 기능을 산화방지 기능과 하나의 표면층에 통합했다. PDA 기능층은 분산, 산화방지, 계면환원을 동시에 수행하며, 압력이 접합 위치를 고르고 열이 접합 시각을 고르는 구조로 작동한다. 입자와 전극을 같은 원리로 접합하므로 양면 Ag 도금이 필요하지 않다. 메커니즘과 계산 근거, PoC 시험설계를 부록 18개 항목으로 싣는다.
결론
산화막 제거에서 Cu 넥 형성까지가 하나의 연속 사건으로 진행되고, 성장하는 Cu 넥이 PDA와 유기물을 전달경로 밖으로 밀어낸다. 그 결과 Ag 페이스트와 양면 Ag 도금이 동시에 사라진다. 이 전환은 새 공장을 요구하지 않는다. 기존 소결라인에서 Ag 종속공정을 제거하는 형태이며, 첫 상용화는 기존 Cu 페이스트에서 Cu 입자 하나를 바꾸는 것으로 시작한다. 적용은 전력반도체에서 출발해 고온·고전류·대면적 조건의 고전력 로직칩 열접합시장으로 확장한다. 부록에 1차 PoC 시험설계와 필수 분석 항목, 메커니즘이 맞다면 나타나야 할 관측 신호를 미리 규정해 두었다. 가설이 참일 때 무엇이 보여야 하는지를 먼저 정해 두는 방식이다.
주제
- 전력반도체
- 접합소재
