Characteristics of Reliability for Flip Chip Package with Non-conductive paste

비전도성 접착제가 사용된 플립칩 패키지의 신뢰성에 관한 연구

In this study, the thermal reliability on flip chip package with non-conductive pastes (NCPs) was evaluated under accelerated conditions. As the number of thermal shock cycle and the dwell time of temperature and humidity condition increased, the electrical resistance of the flip chip package with NCPs increased. These phenomenon was occurred by the crack between Au bump and Au bump and the delamination between chip or substrate and NCPs during the thermal shock and temperature and humidity tests. And the variation of electrical resistance during temperature and humidity test was larger than that during thermal shock test. Therefore it was identified that the flip chip package with NCPs was sensitive to environment with moisture.

본 연구에서는 가속화 조건에서의 비전도성 접착제가 사용된 플립칩 패키지의 열적 신뢰성에 관하여 평가하였다. 실리콘 칩에 $17{\mu}m$두께의 Au 범프를 형성하고 무전해 Ni/Au 도금과 Cu 패드의 두께가 각각 $5{\mu}m$와 $25{\mu}m$로 형성된 연성 기판을 사용하여 플립칩 패키지를 형성하였다. 유리전이온도가 $72^{\circ}C$인 비전도성 접착제를 사용하여 플립칩을 접합시킨 후 열충격 시험과 항온항습 시험을 실시하였다. 열충격 싸이클과 항온항습 유지 시간이 증가할수록 플립칩 패키지의 전기 저항이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 Au 범프와 Au 범프 사이의 균열, 칩과 비전도성 접착제 또는 기판과 비전도성 접착제 사이의 층간 분리에 의한 것으로 사료된다. 또한 항온항습 하에서의 전기 저항의 변화가 열충격하에서 보다 큰 것을 확인할 수 있었다. 따라서 비전도성 접착제가 사용된 플립칩 패키지는 온도보다 습기에 더욱 민감하다는 것을 알 수 있었다.