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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김준기
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 과학기술연합대학원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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본 연구에서는 2.5D, 3D 칩스택 플립칩 패키지 본딩용 NCP를 포뮬레이션 하였다. 기존 NCP에는 미세피치 대응을 위해 미세 실리카를 사용하여 기판과 칩과의 열팽창계수 차이를 조절함으로써 패키지의 신뢰성을 향상시켰다. 그러나 칩과 칩을 적층하게 될 때 칩에서 발생되는 열이 칩 사이에 쌓이게 되어 소자의 오작동 문제를 발생시키게 된다. 따라서 열을 외부로 방출시키는 방열특성이 중요해지며, 범프 주변에 도포된 NCP의 열전도도 향상 연구가 필요해지고 있다. 기존 사용된 NCP에 첨가된 실리카 필러는 1.5 W/mK 수준으로 열전도도가 낮으며, NCP를 이루는 주요 구성 물질인 레진은 실리카 보다 더 낮은 0.2～0.3 W/mK 수준의 열전도도 특성을 가지고 있다. 따라서 열전도도 향상을 위하여 실리카 필러를 알루미나 필러로 대체하여 NCP 물성 연구를 진행 하였다. 실험에 사용된 알루미나 필러의 입도는 400nm와 1um이며 첨가량은 각각 0wt%～50wt%, 0～40wt%까지 변화시켰다. 접착제로서의 특성을 평가하기 위하여 입도와 첨가량의 변화에 따라 DSC로 경화 온도, 속도를 측정하였다. 그리고 기판에 도포될 때 유동성 측정을 위해 레오미터로 점도를 측정하였다. 칩스택용 NCP로서의 방열특성 측정을 위하여 NCP 경화물의 열전도도를 측정하였고, 플립칩 공정 후 칩과 기판 사이의 보이드 거동을 측정하였다. 이에 따라 HAST와 열충격 시험 후 전기적 통전 여부로 신뢰성을 판단하였다.
연구 결과 필러의 함량이 많아질수록 NCP의 열전도도가 증가하지만 보이드 증가로 인해 신뢰성이 저하되는 결과가 나타났다. 또한 필러의 입도가 증가할수록 열전도도가 증가하고 표면적 감소로 인해 보이드 분율이 감소하며 신뢰성을 향상시키는 결과가 나타났는데, 미세피치에 대응하기 위하여 입도의 분포를 조절하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다.
연구 결과 필러의 함량이 많아질수록 NCP의 열전도도가 증가하지만 보이드 증가로 인해 신뢰성이 저하되는 결과가 나타났다. 또한 필러의 입도가 증가할수록 열전도도가 증가하고 표면적 감소로 인해 보이드 분율이 감소하며 신뢰성을 향상시키는 결과가 나타났는데, 미세피치에 대응하기 위하여 입도의 분포를 조절하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다.
목차
Ⅰ.서 론 ·················································1Ⅱ.이론적 배경 ··········································31. 접합 및 접착의 의미 ··································32. 마이크로 전자패키징 ··································4가. 전자패키징 개요 ···································4나. 전자패키징 분류 ···································4다. 플립칩 접합기술 ···································53. 비 전도성 접착제 ·······································6가. 에폭시의 특성 ······································6나. NCP 포뮬레이션 설계 ····························7a. 에폭시 레진 ······································7b. 경화제 및 촉매제 ································8c. 커플링제 및 기타 첨가제 ·······················9d. 필러 ···············································10Ⅲ. 실험 방법 ·············································111. 테스트 패키지 제작 ····································11가. 패키지 디자인 ······································11a. Test Board 설계 ································11b. Test Chip 설계 ··································12나. 열압착 플립칩 패키징 공정 ······················122. NCP 제조공정 ··········································143. NCP 특성평가 ··········································17가. 경화거동 측정 ······································17나. 점도 측정 ···········································18다. 열전도도 측정 ······································194. 신뢰성 시험 ·············································20가. HAST (Highly Accelerated Temperature And Humidity Stress Test) ··························20나. 열충격 시험 (Thermal shock test) ·············21Ⅳ.결과 및 고찰 ·········································221. 400nm 알루미나 필러에 따른 NCP 특성 분석 ····22가. 경화거동 분석 ······································22나. 점도 분석 ···········································23다. 열전도도 분석 ······································25라. 보이드 분석 ········································27마. 신뢰성 평가 ········································29a. HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test) ··················29b. 열충격 시험 (Thermal shock test) ···········302. 1㎛ 알루미나 필러에 따른 NCP 특성 분석 ········31가. 경화거동 분석 ······································31나. 점도 분석 ···········································32다. 열전도도 분석 ······································36라. 보이드 분석 ········································37마. 신뢰성 평가 ········································40a. HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test) ··················40b. 열충격 시험 (Thermal shock test) ···········41Ⅴ. 결 론 ·················································42참고문헌 ····················································44
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