초음파를 이용한 Sn-3.5Ag 플립칩접합부의 신뢰성 평가- Si웨이퍼와 Sn-3.5Ag 솔더의 접합 계면 특성 연구

서지정보

· 발행기관 : 한국마이크로전자및패키징학회
· 수록지 정보 : 마이크로전자 및 패키징학회지 / 13권 / 1호 / 23 ~ 30페이지
· 저자명 : 김정모, 김숙환, 정재필

초록

Si-웨이퍼와 FR-4 기판을 상온에서 초음파 접합한 후, 접합부의 신뢰성을 평가하였다. Si-웨이퍼 상의 UBM(Under Bump Metallization)은 위에서부터 Cu/ Ni/ Al을 각각 0.4㎛, 0.4㎛, 0.3㎛의 두께로 전자빔으로 증착하였다. FR-4 기판위의 패드는 위에서부터 Au/ Ni/ Cu를 각각 0.05㎛, 5㎛, 18㎛의 두께로 전해 도금하여 형성하였다. 접합용 솔더로는 Sn-3.5wt%Ag을 두께 100㎛으로 압연하여 사용하였다. 시편의 초음파 접합을 위하여 초음파 접합 시간을 0.5초에서 3.0초까지 0.5초 단위로 증가 시키면서 상온에서 접합하였으며, 이 때 출력은 1,400W로 하였다. 실험 결과, 상온 초음파 접합법에 의해 신뢰성 있는‘Si-웨이퍼/솔더/FR-4 기판’ 접합부를 얻을 수 있었다. 접합부의 전단 강도는 접합 시간에 따라 증가하여 접합 시간 2.5초에서 65N으로 가장 높게 측정되었다. 이 후 접합 시간 3.0초에서는 전단 강도가 34N으로 감소하였는데, 이는 초음파 접합시간이 과도해지면서 Si-웨이퍼와 솔더 사이의 계면을 따라 균열이 발생되었기 때문으로 판단된다. 초음파 접합에 의해 Si-웨이퍼와 솔더 사이에서 생성된 금속간 화합물은 ((Cu,Ni)6Sn5)으로 확인되었다.

참고자료

· 없음