• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.122-127
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• 2003

본 논문에서는 새로운 솔더 범프 형성 방법 중의 하나인 Solder droplet jetting에 의한 솔더 범프 형성 공정에 대해 연구하였으며, 이를 위해 솔더 제팅 직후의 안정한 솔더 액적(solder droplets)의 형성을 위한 공정 변수들의 영향에 대해 먼저 알아보았다 이를 위해 제팅 노즐에 가해지는 파형과 용융 솔더의 온도, 질소 가스의 압력 등에 의한 영향을 주로 살펴보았다. 다음으로 리플로를 거쳐 솔더 범프를 형성하였으며, 다양한 크기의 솔더 범프를 간단한 방법으로 형성하였다. 또한 무전해 니켈/솔더 계면 반응과 Bump shear test를 통한 기계적 성질을 고찰하는 한편, 계면 반응 결과는 스크린 프린팅에 의해 형성된 솔더 범프의 결과와 비교함으로써, 저가의 공정으로 미세 피치를 갖는 솔더 범프를 형성할 수 있는 Solder droplet jetting 방법이 기존의 방법에 의해 형성된 솔더 범프의 특성과 유사함을 고찰하였다. 마지막으로 실제 칩에 적용 되는 솔더 범프를 형성하여 플립칩 어셈블리 및 전기적 테스트를 수행하여, Solder droplet jetting이 실제 차세대 플립칩용 솔더 범프 형성 방법으로서 적용될 수 있음을 고찰하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권3호
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• pp.21-27
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• 2007

이방성 전도필름(ACF) 접합에 사용되는 니켈 범프를 무전해 및 전해 도금법으로 제작한 다음, 이 범프들의 기계적 특성과 충격안전성을 압축시험, 범프전단시험, 낙하충격시험을 통하여 연구하였다. Nano indenter를 이용한 압축시험에서 얻은 하중-변형량 데이터를 변환시켜 니켈범프의 응력-변형량 곡선을 구하였다. 전해 니켈 범프는 무전해 니켈 범프에 비해 매우 작은 탄성한계응력과 탄성계수를 나타냈었다. 무전해 니켈 범프의 탄성한계응력과 탄성계수가 각각 600-800MPa, $9.7{\times}10^{-3}MPa/nm$인 반면 전해 니켈 범프의 경우에는 각각 70MPa, $7.8{\times}10^4MPa/nm$이었다. 범프전단 시험에서 무전해 니켈 범프는 소성변형이 거의 일어나지 않고 낮은 전단하중에서 범프가 패드 층에서 튕기듯이 떨어져 나간 반면 전해 니켈 범프는 큰 소성변형을 일으키며 범프가 잘려나갔으며 높은 전단하중을 보여주었다. 낙하충격시험 결과 ACF 플립칩 방법으로 본딩한 무전해 및 전해 범프 모두 높은 충격 신뢰성을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권2호
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• pp.31-43
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• 2019

본 연구에서는 유연한 접속부를 갖는 유연전자 패키지 플립칩 접속을 위해 폴리머 탄성범프를 제작하였으며, 범프의 온도 및 하중에 따른 폴리머 탄성 범프의 점탄성 및 점소성 거동을 해석 및 실험적으로 분석하고 비교 평가하였다. 폴리머 탄성 범프는 하중에 의한 변형이 용이하여 범프 높이 평탄도 오차의 보정이 용이할 뿐만 아니라 소자가 형성된 칩에 가해지는 응력 집중이 감소하는 것을 확인하였다. 폴리머 탄성 범프의 과도한 변형에 따른 Au Metal Cap Crack 현상을 보완하여 $200{\mu}m$ 직경의 Spiral Cap Type, Spoke Cap type 폴리머 탄성 범프 형성 기술을 개발하였다. 제안된 Spoke Cap, Spiral Cap 폴리머 탄성 범프는 폴리머 범프 전체를 금속 배선이 덮고 있는 Metal Cap 범프에 비해 범프 변형에 의한 응력 발생이 적음을 확인할 수 있으며 이는 폴리머 범프 위의 금속 배선이 부분적으로 패터닝되어 있어 쉽게 변형될 수 있는 구조이므로 응력이 완화되는데 기인하는 것으로 판단된다. Spoke cap type 범프는 패드 접촉부와 전기적 접속을 하는 금속 배선 면적이 Spiral Cap type 범프에 비해 넓어 접촉 저항을 유지하면서 동시에 금속 배선에 응력 집중이 가장 낮은 결과를 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.17-21
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• 2008

Sn-Cu계 솔더 범프에서 무전해도금법을 이용한 범프 형성에 대한 연구를 하였다. $20{\mu}m$ via에 전기도금법으로 구리를 채운 웨이퍼 위에 ball형태의 범프를 형성하기 위하여 구리와 주석을 도금하여 약 $10{\mu}m$높이의 범프를 형성하였다. 구리 범프 형성 시 via위에 선택적으로 도금하기 위하여 활성화 처리 후 산세처리를 실시하고 무전해 도금액에 안정제를 첨가하였다. 무전해도금법을 이용하여 주석 범프 형성 시 도금층이 구리 범프에 비해 표면의 균일도가 벌어지는 것으로 관찰되었지만 reflow공정을 실시한 후 ball 형태의 균일한 Sn-Cu 범프를 형성하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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• pp.33-37
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• 2002

본 연구에서는 전해도금법을 이용하여 플립칩용 Ni, Ni-Cu 합금 UBM (Under Bump Metallurgy) 및 Sn-Ag 무연 솔더 범프를 형성하였다. 솔더 범프의 전해도금시 고속도금 방법으로 균일한 범프 높이를 갖도록 하는 도금 조건 및 도금 기판의 역할로서의 UBM의 영향을 조사하였다. Cu/Ni-Cu 합금/Cu UBM을 적용한 경우 음극시편의 전극 접점수를 증가시켰을 때 비교적 균일한 솔더 범프를 형성시킬 수 있었던 반면, Ni UBM의 경우는 접점수를 증가시켜도 다소 불균일한 솔더 범프를 형성하였다. 리플로 시간을 변화하여 범프 전단 강도 및 파단 특성을 조사하였는데 Ni UBM의 경우 Cu/Ni-Cu 합금/Cu UBM에 비해 전단강도가 다소 낮은 값을 가졌고 금속막이 웨이퍼에서 분리되는 파괴 거동이 관찰되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권1호
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• pp.33-38
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• 2001

5인치 실리콘 기판위에 수 회 코팅기술을 이용하여 두꺼운 감광막을 얻은 후, 전기도금 법으로 솔더범프를 형성하고, 비아크기의 변화에 따른 리플로 전과, 후의 솔더범프 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 리플로 전의 범프바닥 (bump bottom) 직경은 리플로 후에도 거의 변화가 없는 반면, 솔더범프 모양은 패턴된 비아직경 크기에 크게 의존했다. 비아직경이 클수록 높은 도금효율을 보였다. 비아직경이 작을수록 리플로 후의 범프는 리플로 전의 범프높이와 비교하여 크게 낮아졌지만, aspect ratio는 크다는 것을 알았다. 고밀도와 고aspect ratio를 갖는 범프를 얻기 위하여 비아직경과 범프피치를 줄여야하지만, 과도금 (overplating), 또는 리플로를 할 때 최인접 간 범프끼리 맞닿을 수 있기 때문에 최인접 간 범프거리 확보는 중요하다. 비아높이(film두께)를 높게 하여 과도금을 하지 않고 비아높이가지만 도금하여 과도금으로 인한 최인접 범프끼리의 맞닿음을 없애는 방법과 범프배열을 zig-zag로 하는 방법을 혼용하면 과도금, 또는 리플로를 할 때 최인접 범프 간에 맞닿는 문제는 어느 정도 해결할 수 있다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
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• pp.197-202
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• 2005

일반적으로 수 마이크로 단위로 계측되는 반도체의 검사 정밀도를 높이기 위해서는 라인스캔 카메라가 이용된다. 그러나 불량 검사는 스캔속도와 조명조건에 매우 민감하기 때문에 정확한 경계 검출 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 반도체 칩의 범프 불량 검출의 정확성을 높이기 위해서 서브픽셀을 적용한 경계 검출을 제안하였다. 범프 에지는 범프 중심점에서 네 방향으로 1차 도함수에 의해서 검출되고 서브픽셀 방법으로 정확한 에지 위치를 찾는다. 그리고 범프 돌기, 범프 브리지, 범프 변색에 의해 범프 크기가 변할 수 있기 때문에 에러를 최소화하기 위해서 최소자승법을 이용하여 정확한 범프 경계를 구한다. 실험 결과 제안된 방법은 기존의 다른 경계 검출 알고리즘에 비하여 커다란 성능향상을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.793-799
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• 2007

제안된 방법은 다른 이미지 서브트랙션 방법에 대하여 커다란 성능향상을 보임을 일련의 실험들을 통하여 보여준다. 일반적으로 수 마이크로 단위로 계측되는 반도체의 검사 정밀도를 높이기 위해서는 라인스캔 카메라가 이용된다. 그러나 불량 검사는 스캔속도와 조명조건에 매우 민감하기 때문에 정확한 경계검출 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 반도체 칩의 범프 불량 검출의 정확성을 높이기 위해서 서브픽셀을 적용한 경계 검출을 제안하였다. 범프 에지는 범프 중심점에서 네 방향으로 1차 도함수에 의해서 검출되고 서브픽셀 방법으로 정확한 에지 위치를 찾는다. 그리고 범프 돌기, 범프 브리지, 범프 변색에 의해 범프 크기 가 변할 수 있기 때문에 에러를 최소화 하기 위해서 최소자승법을 이용하여 정확한 범프 경계를 구한다. 실험 결과 제안된 방법은 기존의 다른 경계 검출 알고리즘에 비하여 커다란 성능향상을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권1호
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• pp.45-51
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• 2001

UBM층과의 젖음 특성 및 표면 산화정도가 미세 피치를 갖는 저 융점 솔더 범프의 볼 형성에 미치는 영향을 연구하였다. Au/Cu/Cr 과 Au/Ni/Ti UBM 위에 공정 조성에 가까운 In-Ag와 공정 조성의 Bi-Sn 솔더를 솔더 층의 증착 순서를 달리하여 증발 증착한 후 lift-off 공정과 열처리 공정을 사용하여 솔더 범프를 형성하였다. In-Ag솔더의 경우 In이 UBM 층과 접한 범프가, 또한 Bi-Sn 솔더의 경우 Sn을 먼저 UBM층위에 먼저 증착시켜 리플로 한 범프가 솔더 볼 형성 경향이 다른 범프에 비해 높았다. 구형의 솔더 범프 형성 정도는 UBM 층과의 젖음 특성에 따라 크게 달라졌다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권3호
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• pp.67-73
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• 2009

Cu pillar 범프를 사용한 플립칩 접속부는 솔더범프 접속부에 비해 칩과 기판사이의 거리를 감소시키지 않으면서 미세피치 접속이 가능하기 때문에, 특히 기생 캐패시턴스를 억제하기 위해 칩과 기판사이의 큰 거리가 요구되는 RF 패키지에서 유용한 칩 접속공정이다. 본 논문에서는 칩에는 Cu pillar 범프, 기판에는 Sn 범프를 전기도금하고 이들을 플립칩 본딩하여 Cu pillar 범프 접속부를 형성 한 후, Sn 전기도금 범프의 높이에 따른 Cu pillar 범프 접속부의 접속저항과 칩 전단하중을 측정하였다. 전기도금한 Sn 범프의 높이를 5 ${\mu}m$에서 30 ${\mu}m$로 증가시킴에 따라 Cu pillar 범프 접속부의 접속저항이 31.7 $m{\Omega}$에서 13.8 $m{\Omega}$로 향상되었으며, 칩 전단하중이 3.8N에서 6.8N으로 증가하였다. 반면에 접속부의 종횡비는 1.3에서 0.9로 저하하였으며, 접속부의 종횡비, 접속저항 및 칩 전단하중의 변화거동으로부터 Sn 전기도금 범프의 최적 높이는 20 ${\mu}m$로 판단되었다.