• 대한금속재료학회지
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• 제46권9호
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• pp.585-592
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• 2008

Flip-chip bonding using Cu-Sn mushroom bumps composed of Cu pillar and Sn cap was accomplished, and the contact resistance and the thermal cycling reliability of the Cu-Sn mushroom bump joints were compared with those of the Sn planar bump joints. With flip-chip process at a same bonding stress, both the Cu-Sn mushroom bump joints and the Sn planar bump joints exhibited an almost identical average contact resistance. With increasing a bonding stress from 32 MPa to 44MPa, the average contact resistances of the Cu-Sn mushroom bump joints and the Sn planar bump joints became reduced from $30m{\Omega}/bump$ to $25m{\Omega}/bump$ due to heavier plastic deformation of the bumps. The Cu-Sn mushroom bump joints exhibited a superior thermal cycling reliability to that of the Sn planar bump joints at a bonding stress of 32 MPa. While the contact resistance characteristics of the Cu-Sn mushroom bump joints were not deteriorated even after 1000 thermal cycles ranging between $-40^{\circ}C$ and $80^{\circ}C$, the contact resistance of the Sn planar bump joints substantially increased with thermal cycling.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권4호
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• pp.61-71
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• 1999

통신분야에서 사용주파수대역의 증가, 제품의 소형화 및 가격경쟁력등의 요구에 따라 RF 소자의 패키징 기술도 플라스틱 패키지 대신에 flip chip interconnection, MCM(multichip module)등과 같은 고밀도 실장기술이 발전해가고 있다. 따라서, 본 논문은 최근 수년간 보고된 응용사례를 중심으로 RF flip chip의 기술적인 개발방향과 장점들을 분석하였고, RF 소자 및 시스템의 개발단계에 따른 적합한 적용기술을 제시하였다. RF flip chip의 기술동향을 요약하면, 1) RF chip배선은 microstrip 대신에 CPW 구조을 선택하며, 2) wafer back-side grinding을 하지 않아서 제조공정이 단순하고 wafer 파손이 적어 제조비용을 낮출 수 있고, 3) wire bonding 패키징에 비해 전기적인 특성이 우수하고 고집적의 송수신 모듈개발에 적합하다는 것이다. 그러나, CPW 배선구조의 RF flip chip 특성에 대한 충분한 연구가 필요하며 RF flip chip의 초기 개발 단계에서 flip chip interconnection 방법으로는 Au stud bump bonding이 적합할 것으로 제안한다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 International Symposium
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• pp.253-257
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• 2003

The low temperature flip chip technique is applied to the package of the temperature-sensitive devices for LCD systems and image sensors since the high temperature process degrades the polymer materials in their devices. We will introduce the various low temperature flip chip bonding techniques; a conventional flip chip technique using eutectic Bi-Sn (mp: $138^{\circ}C$) or eutectic In-Ag (mp: $141^{\circ}C$) solders, a direct bump-to-bump bonding technique using solder bumps, and a low temperature bonding technique using low temperature solder pads.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권3호
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• pp.30-36
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• 2008

A flip-chip bonding system using IR laser with a wavelength of 1064 nm was developed and associated process parameters were analyzed using Taguchi methods. An infrared laser beam is designed to transmit through a silicon chip and used for transferring laser energy directly to micro-bumps. This process has several advantages: minimized heat affect zone, fast bonding and good reliability in the microchip bonding interface. Approximately 50 % of the irradiated energy can be directly used for bonding the solder bumps with a few seconds of bonding time. A flip-chip with 120 solder bumps was used for this experiment and the composition of the solder bump was Sn3.0Ag0.5Cu. The main processing parameters for IR laser flip-chip bonding were laser power, scanning speed, a spot size and UBM thickness. Taguchi methods were applied for optimizing these four main processing parameters. The optimized bump shape and its shear force were modeled and the experimental results were compared with them. The analysis results indicate that the bump shape and its shear force are dominantly influenced by laser power and scanning speed over a laser spot size. In addition, various effects of processing parameters for IR laser flip-chip bonding are presented and discussed.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권2호
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• pp.37-41
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• 2014

차세대 전자 소자 기술에서 전력전달은 소자의 전력을 낮추고 발열로 인한 문제 해결을 위해서 매우 중요한 기술로 대두되고 있다. 본 연구에서는 직사각형 ABL 전력 범프를 이용한, Cu-to-Cu 플립 칩 본딩 공정의 신뢰성 문제에 대해 살펴보았다. 다이 내 범프 높이 차이는 전기도금 후 CMP 공정을 진행했을 경우 약 $0.3{\sim}0.5{\mu}m$ 이었고, CMP 공정을 진행하지 않았을 경우는 약 $1.1{\sim}1.4{\mu}m$으로 나타났다. 또한 면적이 큰 ABL 전력 범프가 입출력 범프 보다 높이가 높게 나타났다. 다이 내 범프 높이 차이로 인해 플립 칩 본딩 공정 시 misalignment 문제가 발생하였고, 이는 본딩 quality 에도 영향을 미쳤다. Cu-to-Cu 플립 칩 공정을 위해선 다이 내 범프 높이 균일도와 Cu 범프의 평탄도 조절이 매우 중요한 요소라 하겠다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권4호
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• pp.9-15
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• 2008

Au와 Sn을 순차적으로 도금한 Au/Sn 범프를 플립칩 본딩하여 Au-Sn 솔더 접속부를 형성 후, 미세구조와 접속저항을 분석하였다. $285^{\circ}C$에서 30초간 플립칩 본딩한 Au-Sn 솔더 접속부는 $Au_5Sn$+AuSn lamellar 구조로 이루어져 있으며, 이 시편을 $310^{\circ}C$에서 3분간 유지하여 2차 리플로우시 $Au_5Sn$+AuSn interlamellar spacing이 증가하였다. $285^{\circ}C$에서 30초간 플립칩 본딩한 Au-Sn 접속부는 15.6 $m{\Omega}$/bump의 평균 접속저항을 나타내었으며, 이 시편을 다시 $310^{\circ}C$에서 3분간 유지하여 2차 리플로우 한 Au-Sn 접속부는 15.0 $m{\Omega}$/bump의 평균 접속저항을 나타내었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.371-376
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• 2014

CdTe 멀티에너지 X선 영상센서와 ROIC를 패키징 하기 위한 flip chip bump bonding, Au wire bonding 및 encapsulation 공정조건을 개발하였으며 성공적으로 모듈화 하였다. 최적 flip chip bonding 공정 조건은 접합온도 CdTe 센서 $150^{\circ}C$, ROIC $270^{\circ}C$, 접합압력 24.5N, 접합시간 30s일 때이다. ROIC에 형성된 SnAg bump의 bonding이 용이하도록 CdTe 센서에 비하여 상대적으로 높은 접합온도를 설정하였으며, CdTe센서가 실리콘 센서에 비하여 쉽게 파손되는 것을 고려하여 접합압력을 최소화하였다. 패키징 완료된 CdTe 멀티에너지 X선 모듈의 각각 픽셀들은 단락이나 합선 등의 전기적인 문제점이 없는 것을 X선 3D computed tomography를 통해 확인할 수 있었다. 또한 Flip chip bump bonding후 전단력은 $2.45kgf/mm^2$ 로 측정되었으며, 이는 기준치인 $2kgf/mm^2$ 이상으로 충분한 접합강도를 가짐을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.916-921
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• 2009

The technology to inspect and measure an inner structure of micro parts has become an important tool in the semi-conductor industrial field with the development of automation and precision manufacturing. Especially, the inspection skill on the inside of highly integrated electronic device becomes a key role in detecting defects of a completely assembled product. X-ray inspection technology has been focused as a main method to inspect the inside structure. However, there has been insufficient research done on the customized inspection technology for the flip-chip assembly due to the interior connecting part of flip chip which connects the die and PCB electrically through balls positioned on the die. In this study, therefore, it is implemented to detect shape error of flip chip bonding without damaging chips using an x-ray inspection system. At this time, it is able to monitor the solder bump shape by introducing an edge-extracting algorithm (exponential approximation function) according to the attenuating characteristic and detect shape error compared with CAD data. Additionally, the bonding error of solder bumps is automatically detectable by acquiring numerical size information at the extracted solder bump edges.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권6호
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• pp.65-70
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• 2011

The effect of flip chip bonding parameters on formation of intermetallic compounds (IMCs) between Au stud bumps and Sn-3.5Ag solder was investigated. In this study, flip chip bonding temperature was performed at $260^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ with various bonding times of 5, 10, and 20 sec. AuSn, $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs were formed at the interface of joints and (Au, Cu)$_6Sn_5$ IMC was observed near Cu pad side in the joint. At bonding temperature of $260^{\circ}C$, $AuSn_4$ IMC was dominant in the joint compared to other Au-Sn IMCs as bonding time increased. At bonding temperature of $300^{\circ}C$, $AuSn_2$ IMC clusters, which were surrounded by $AuSn_4$ IMC, were observed in the solder joint due to fast diffusivity of Au to molten solder with increased bonding temperature. Bond strength of Au stud bump joined with Sn-3.5Ag solder was about 23 gf/bump and fracture mode of the joint was intergranular fracture between $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs regardless bonding conditions.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-26
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• 2007

본 연구의 목적은 CMOS 이미지 센서용 Au 플립칩 범프와 전해 도금된 Au 기판 사이의 초음파 접합의 가능성 연구이다. 초음파 접합 조건을 최적화하기 위해서, 대기압 플라즈마 세정 후 접합 압력과 시간을 달리하여 초음파 접합 후 전단 시험을 실시하였다. 범프의 접합 강도는 접합 압력과 시간 변수에 크게 좌우되었다. Au 플립칩 범프는 상온에서 성공적으로 하부 Au 도금 기판과 접합되었으며, 최적 조건 하에서 접합 강도는 약 73 MPa이었다.