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신축 전자패키지 배선용 금속박막의 신축변형-저항 특성 I. Parylene F 중간층 및 PDMS 기판의 Swelling에 의한 영향

Stretchable Deformation-Resistance Characteristics of Metal Thin Films for Stretchable Interconnect Applications I. Effects of a Parylene F Intermediate Layer and PDMS Substrate Swelling

오태성|박동현
한국마이크로전자및패키징학회 (The Microelectronics And Packaging Society)|2017.09|마이크로전자 및 패키징학회지 (Jornal of the Microelectronics and Packaging Society)|제24권 제3호|pp. 27-34

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키워드

PDMSstretchable packagingstretchable interconnectmetal thin filmparyleneAu film
주제분류재료공학

초록

Polydimethylsiloxane (PDMS) 신축기판과 Au 박막 사이의 중간층으로서 parylene F의 적용 가능성을 분석하고, Au 박막의 스퍼터링 중에 발생하는 PDMS 기판의 swelling이 Au 박막의 신축변형-저항 특성에 미치는 영향을 분석하였다. Parylene F 중간층 없이 PDMS 기판에 스퍼터링한 150 nm 두께의 Au 박막은 11.7 Ω의 초기저항을 나타내었으며, 12.5%의 인장변형률에서 저항의 overflow가 발생하였다. 반면에 150 nm 두께의 parylene F 중간층을 갖는 Au 박막의 초기저항은 1.21 Ω이었으며 30% 인장변형률에서 저항이 246 Ω으로 저항증가비가 현저히 낮아졌다. PDMS 기판의swelling이 발생함에 따라 30% 인장변형률에서 Au 박막의 저항이 14.4 Ω으로 크게 저하되었다.

Abstract

We investigated the feasibility of parylene F usage as an intermediate layer between a polydimethylsiloxane (PDMS) substrate and an Au thin-film interconnect as well as the swelling effect of PDMS substrate on the stretchable deformability of an Au thin film. The 150-nm-thick Au film, which was sputtered on a PDMS substrate without a parylene F layer, exhibited an initial resistance of 11.7 Ω and an overflow of its resistance at a tensile strain of 12.5%. On the other hand, the Au film, which was formed with a 150-nm-thick parylene F layer, revealed an much improved resistance characteristics: 1.21 Ω as its initial resistance and 246 Ω at its 30% elongation state. With swelling of PDMS substrate, the resistance of an Au film substantially decreased to 14.4 Ω at 30% tensile strain.

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