수치해석을 이용한 구리기둥 범프 플립칩 패키지의 열압착 접합 공정 시 발생하는 휨 연구

권오영; 정훈선; 이정훈; 좌성훈

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권오영 (서울과학기술대학교) 정훈선 (서울과학기술대학교) 이정훈 (서울과학기술대학교) 좌성훈 (서울과학기술대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제41권 제6호 (통권 제381호)

발행연도: 2017.6

수록면: 443 - 453 (11page)

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반도체 플립칩 패키지에서 구리기둥 범프 기술은 미세 피치 및 높은 I/O 밀도로 인해 기존의 솔 더 범프 접합 기술을 대체하는 중이다. 그러나 구리기둥 범프는 리플로우 접합 공정 사용 시, 구리 범프의 높은 강성으로 인해 패키지에 높은 응력을 초래한다. 따라서 최근에 플립칩 공정에서 발생하는 패키지의 높은 응력 및 휨을 감소시키기 위해 열압착 공정 기술이 시도되고 있다. 본 연구에서는 플립칩 패키지의 열압착 공정과 리플로우 공정에서 발생하는 휨에 대해 수치해석을 이용하여 분석하였다. 패키지의 휨 최소화를 위한 본딩 공정 조건 최적화를 위해 본딩 툴 및 스테이지의 온도, 본딩 압력에 대한 휨 영향을 검토하였다. 또한 칩과 기판의 면적 및 두께가 패키지의 휨에 주는 영향을 분석하였다. 이를 통해, 향후 미세피치 접합부 형성 시 휨 및 응력을 최소화하기 위한 가이드라인을 제시하고자 하였다.

#Flip Chip(플립 칩) #Copper Pillar Bump(구리기둥 범프) #Thermal Compression Bonding(열압착 본딩) #Warpage(휨) #Numerical Analysis(수치해석)

참고문헌 (26)

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Nam, H. W., 2004, “Robust Design and Thermal Fatigue Life Prediction of Anisotropic Conductive Film Flip Chip Package,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 28, No. 9, pp. 1408~1414. Hsieh, M. C., Lee, C. C. and Hung, L. C., 2013, Comprehensive Thermo-Mechanical Stress Analyses and Underfill Selection of Large Die Flip Chip BGA, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol., Vol. 3, No. 7, pp. 1155~1162. Cheng, R., Wang, M., Kuo, R. H., Chen, E., Chuang, I. C., Pai, B., Chang, J. and Cheung, C., 2015, FC Cu Pillar Package Development for Broad Market Applications, Proc. 65th Electron. Comp. Technol. Conf., pp. 609~614. Kim, M. S., Ko, Y. H., Bang, J. H. and Lee, C. W., 2012, The Chip Bonding Technology on Flexible Substrate by Using Micro Lead-free Solder Bump, J. Microelectron. Packag. Soc., Vol. 19, No. 3, pp. 15~20. Cassier, A., Zhao, L., Syed, A., Bezuk, S., Miller, W., Leong, A. and Slessor, M., 2014, Reliable Testing of Cu Pillar Technology for Smart Devices, Chip Scale Review, Vol. 18, No. 5, pp. 22~27.

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