Journal of the Microelectronics and Packaging Society (마이크로전자및패키징학회지)

The Korean Microelectronics and Packaging Society (한국마이크로전자및패키징학회)
권호 표지

Interfacial Reaction between Ultra-Small 58Bi-42Sn Solder Bump and Au/Ni/Ti UBM for Ultra-Fine Flip Chip Application

고집적 플립 칩용 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응

  • Kang, Woon-Byung (Div. of Materials Science & Engineering, Hanyang University) ;
  • Jung, Yoon (Div. of Materials Science & Engineering, Hanyang University) ;
  • Kim, Young-Ho (Div. of Materials Science & Engineering, Hanyang University)
  • 강운병 (한양대학교 신소재공학부) ;
  • 정윤 (한양대학교 신소재공학부) ;
  • 김영호 (한양대학교 신소재공학부)
  • Published : 2003.06.01
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Abstract

The interfacial reaction between ultra-small 58Bi-42Sn solder and Au/Ni/Ti under bump metallurgy (UBM) for ultra-fine flip chip application was investigated. The ultra-small 58Bi-42Sn solder bump, about $46{\mu}m$ in diameter, was fabricated by using the lift-off method and reflowed using the rapid thermal annealing (RTA) system. The intermetallic compounds were characterized using a secondary electron microscopy (SEM), an energy dispersive spectroscopy (EDS), and an x-ray diffractometer (XRD). The faceted and polygonal intermetallic compounds were found in the Bi-Sn solder bumps on $Au(0.1{\mu}m)/Ni/Ti$ UBM and they were indentified as $(Au_xBi_yNi_{1-x-y})Sn_2$ Phase. The intermetallic compounds grown from the $Au(0.1{\mu}m)/Ni/Ti$ UBMinterface were dispersed in the solder bump.

고집적 플립 칩 기술을 위한 $50{\mu}m$ 직경의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응에 따른 금속간 화합물을 분석하였다. 증발증착법과 lift-off 방법으로 극미세 Bi-Sn 솔더 범프를 형성하고 급속열처리 장비를 이용하여 리플로 공정을 실시하였다. 리플로 공정에서의 냉각속도를 변화시키면서 제작한 솔더 범프의 표면과 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다 $Au(0.1{\mu}m)$/Ni/Ti UBM 위의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프의 표면과 내부에서 facet 특성을 갖는 다각형의 금속간 화합물들이 다수 관찰되었다. 주사전자현미경의 EDS 분석과 X-선 회절분석으로 확인한 결과 이 금속간 화합물은 $(Au_xBi_yNi_{1-x-y})Sn_2$상임을 확인하였다.

Keywords