열소결로 제작된 유연기판 인쇄회로의 전기적 거동
Electrical Behavior of the Circuit Screen-printed on Polyimide Substrate with Infrared Radiation Sintering Energy Source
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초록
열 소결 공정 중 소결 온도와 시간을 다르게 하여 제작된 은 인쇄회로의 전기적 거동과 유연성을 분석하였다. 은 인쇄회로의 비저항값과 고주파 전송 특성을 4-포인트 프로브 및 네트워크 분석기를 사용하여 각각 측정하였다. 비저항값은 DC 전류가 회로에 흐를 때의 전기 저항을, 고주파 전송 특성은 은 회로의 신호 전송 특성을 의미한다. 은 인쇄회로의 유연성은 IPC 슬라이딩 테스트 중 발생하는 회로 저항의 변화를 실시간으로 측정하여 평가하였다. 은 인쇄회로의파괴 모드는 주사전자 현미경과 광학 현미경을 통해 관측하였다. 폴리이미드 기판 위에 인쇄된 은 회로의 비저항값은 소결 온도와 소결 시간이 증가함에 따라 급격하게 감소하였다. 250oC에서 45분간 열 소결된 은 인쇄회로의 비저항값이 가장 낮았으며 그 때의 값은 3.8 μΩ·cm였다. 은 인쇄회로에서 발생한 균열은 슬라이딩 테스트 10만번 이후의 길이가 2.5 만번 테스트 후의 균열보다 열 배는 더 길게 측정되었다. 측정된 전송계수와 반사계수는 전산모사 결과와 그 경향이 거의 일치하였으며 슬라이딩 테스트가 진행될수록 은 회로의 전송손실은 증가하였다.
Abstract
The electrical behavior and flexibility of the screen printed Ag circuits were investigated with infrared radiation sintering times and sintering temperatures. Electrical resistivity and radio frequency characteristics were evaluated by using the 4 point probe measurement and the network analyzer by using cascade's probe system, respectively. Electrical resistivity and radio frequency characteristics means that the direct current resistance and signal transmission properties of the printed Ag circuit. Flexibility of the screen printed Ag circuit was evaluated by measuring of electrical behavior during IPC sliding test. Failure mode of the Ag printed circuits was observed by using field emission scanning electron microscope and optical microscope. Electrical resistivity of the Ag circuits screen printed on Pl substrate was rapidly decreased with increasing sintering temperature and durations. The lowest electrical resistivity of Ag printed circuit was up to 3.8 μΩ·cm at 250oC for 45 min. The crack length arisen within the printed Ag circuit after 10 × 104 sliding numbers was 10 times longer than that of after 2.5 × 104 sliding numbers. Measured insertion loss and calculated insertion loss were in good agreements each other. Insertion loss of the printed Ag circuit was increased with increasing the number of sliding cycle.
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