• 한국재료학회지
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• 제17권7호
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• pp.371-375
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• 2007

In-situ observation of electromigration behavior of eutectic SnPb solder was performed as a function of line length at $100^{\circ}C$, $6{\times}10^4A/cm$ condition in a scanning electron microscope chamber. The incubation time for edge drift and the edge drift velocity increase as line length increases, which are discussed with the void nucleation stage of solder bump and the electromigration back flux force, respectively. Finally, the existence of electromigration product (jL) and its line length dependency are also discussed.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.231-233
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• 2005

Laser have been utilized as a heat source for the soldering of electronic components for the their capability of localized heating and faster heating rate. Laser soldering process, especially the diode laser soldering of BGA solderball was investigated. In this study, an attempt was made to investigate the possibility of laser soldering using Sn-37Pb and Sn-3Ag-0.5Cu solderball. The laser energy absorbed on the pad raised the temperature of the solderball forming a reflowed solder bump. The result were discussed based on the measurement of pull and shear strength of the bond.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권2호
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• pp.47-53
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• 2015

인쇄회로기판 솔더 상부 및 하부 접합부의 서로 다른 표면처리 조건에 따른 Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) 접합부의 열처리 및 전류 인가에 따른 금속간 화합물 성장거동을 비교하기 위하여 in-situ 미세구조분석 및 electromigration (EM) 수명평가를 실시하였다. 솔더 접합 직후, 상부 접합부의 electroless nickel immersion gold (ENIG) 표면처리에서는 $(Cu,Ni)_6Sn_5$, 하부 접합부의 organic solderability preservative (OSP) 표면처리에서는$ Cu_6Sn_5$, $Cu_3Sn$ 금속간 화합물이 접합 계면에서 생성되었다. EM 수명평가 결과 온도 $130^{\circ}C$, 전류밀도 $5.0{\times}10^3A/cm^2$ 하에서 평균파괴시간이 약 78.7 hrs으로 도출되었고, 하부 OSP 표면처리에서 전자가 솔더로 빠져나가는 부분에서 Cu의 소모에 의한 단락이 주 손상기구로 확인되었다. In-situ 주사전자현미경을 통해 계면 미세구조 분석 결과 상부 접합부 ENIG 표면처리에서 전자의 방향에 따른 미세구조의 큰 차이가 없고 뚜렷한 손상이 관찰되지 않았으나, 하부 접합부 OSP 표면처리의 경우 전자가 솔더로 유입되는 부분에서 빠른 Cu 소모로 인한 보이드 성장이 관찰되었다. 따라서, SAC305무연솔더 접합부에서 ENIG 표면처리가 OSP 표면처리보다 보다 우수한 EM확산방지막 역할을 하여 금속간 화합물 성장을 억제하고 보다 우수한 EM 신뢰성을 보이는 것으로 판단된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권1호
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• pp.35-41
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• 2022

5G 시대를 맞아, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅, 자율주행 차량, 스마트 제조 등의 기술 소요가 증가하고 있다. 전자기기의 고효율을 위해 고집적회로 및 패키징 연구는 중요하다. 전해도금된 솔더는 범프 조성의 균일성에 한계가 있다. 작은 크기의 솔더 파우더로 구성된 솔더 페이스트는 고집적 패키징에 일반적으로 사용되는 솔더 중 하나이다. 솔더 페이스트에 나노 입자를 첨가하거나 기판 표면 마감 처리를 하여 젖음성을 향상시키고, 금속 패드 계면에서 금속간화합물의 성장을 억제하는 연구가 진행중이다. 본 논문은 나노 입자 첨가를 통한 솔더 페이스트의 젖음성 향상과 계면 금속간화합물의 성장을 억제하는 원리에 대하여 설명한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.351-357
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• 2013

플립칩 패키징에서 언더필 공정은 칩과 기판 사이를 에폭시로 채워서 본딩하는 공정으로 제품의 신뢰성 향상을 위해 수행되어 진다. 이 언더필 공정은 모세관 현상에 의해서 이루어지는데 유체의 계면과 범프의 배열이 계면 운동에 미치는 영향으로 인하여 공정 중 예기치 않은 공기층을 형성하게 된다. 본 연구에서는 모세관 언더필 유동에서 나타나는 비정상 계면 유동을 가시화하여 범프 배열에 따른 레이싱 효과와 계면의 병합 현상에 대하여 고찰하였다. 그 결과, 플립칩 내부의 범프가 고밀도일수록 유체의 흐름방향과 수직방향의 유동이 더욱 활발하게 진행되어 더 많은 공기층이 형성되었으며, 엇갈린 배열일 경우 직각 배열에 비해 이러한 현상이 더 지배적으로 나타난다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.37-42
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• 2012

LIFT(Laser-Induced-Forward-Transfer) 공정은 선택적으로 마이크로 크기의 물질을 이동시키는데 사용할 수 있는 레이저 공정이다. 본 연구에서 이 공정은 전자부품의 마이크로 시스템 패키징을 위한 솔더볼의 적층을 위해 적용되었다. 레이저 펄스에 의해 국부적으로 녹은 솔더 페이스트는 단단한 기저부분에 이동적층되었다. 솔더 크림층을 지닌 박판유리플레이트가 도우너 필름으로 사용되었고 1070nm 파장의 IR 레이저 펄스를 조사하여 리셉터에 마이크로 솔더를 이동적층하였다. 물질 및 에너지 평형 방정식 등이 솔더 페이스 드롭의 모양과 온도 분포를 분석하기 위해 적용되었다. 실제 실험에서 얻어진 이동적층된 솔더 범프는 30~40 ${\mu}m$ 의 직경과 50 ${\mu}m$ 의 두께를 가진 것으로 측정되었다. 본 공정의 한계 및 적용에 대해서도 논의한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권2호
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• pp.55-62
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• 2000

Si-wafer에 단면 코팅된 UBM(Under Bump Metallurgy)의 젖음성을 Sn-Pb 솔더에서 평가하기 위하여 wetting balance 법을 사용하였다. 단면 코팅된 UBM의 젖음곡선은 양면 코팅된 시편의 젖음 곡선과 비교할 때, 젖음곡선의 모양이 비슷하고 젖음곡선을 특징짓는 변수들의 온도에 대한 변화경향이 일치하였다. 단면 코팅된 금속층의 젖음성을 젖음곡선으로부터 정의한 새로운 젖음 지수 $F_{min}$, $F_{s}t_{s}$로 평가할 수 있었다. Au/Cu/Cr UBM은 젖음시간의 측면에서 Au/Ni/Ti UBM보다 젖음성이 우수하였다 Si-wafer에 단면 코팅된 UBM과 Sn-Pb 솔더의 접촉각을 $F_{s}$와 기울어짐각을 측정하고 메니스커스의 정적상태에서 힘의 평형으로부터 유도된 식을 이용하여 계산할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.11-17
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• 2010

차세대 패키징 기술을 실현하기 위해서는 극복해야 할 기술적인 과제들이 많이 존재한다. 그 중에서 솔더 접합부의 EM에 의한 고장은 오랜전부터 알려진 과제이지만, 고밀도화, 파인핏치화, 발열문제가 심각해지면서 현실적인 문제로 인식되기 시작했다. 더욱이 솔더가 무연화 되면서 다양해진 구성원소들의 영향에 대한 연구가 시작되었다. 지금까지의 연구결과를 종합해보면 Sn-Pb 공정솔더 보다 무연솔더는 EM에 대한 저항성이 강한 것으로 보여진다. 하지만, 무연솔더 접합부에서 발생하는 EM현상에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많다. 보이드의 핵 생성 및 성장속도와 전기저항의 급격한 변화와의 관계, Sn 결정립의 방향과 전류밀도에 따른 마이그레이션 속도계수와 수명예측기술, 각종 무연솔더와 시험조건에서의 언더필의 효과 등에 관한 다양한 연구가 필요하다. 또한 무연 플립칩 패키지의 총체적인 신뢰성 확보를 위해, EM과 반도체칩 내부배선의 발열에 기인하는 Thermomigraton, 응력에 기인하는 Stress-migration과의 상관관계에 대한 연구도 요구된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.235-237
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• 2007

In this paper, fabrication of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumping having accurate composition and behavior of intermetallic compounds(IMCs) growth at interface between Sn-Ag-Cu bumps and Cu substrate were studied. The ternary alloy of the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder was made by two binary(Sn-Cu, Sn-Ag) electroplating on Cu pad. For the manufacturing of the micro-bumps, photo-lithography and reflow process were carried out. After reflow process, the micro-bumps were aged at $150^{\circ}C$ during 1 hr to 500 hrs to observe behavior of IMCs growth at interface. As a different of Cu contents(0.5 or 2wt%) at Sn-Cu layer, behavior of IMCs was estimated. The interface were observed by FE-SEM and TEM for estimating of their each IMCs volume ratio and crystallographic-structure, respectively. From the results, it was found that the thickness of $Cu_3Sn$ layer formed at Sn-2.0Cu was thinner than the thickness of that layer be formed Sn-0.5Cu. After aging treatment $Cu_3Sn$ was formed at Sn-0.5Cu layer far thinner.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.84-87
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• 2003

Since Pb-free solder alloys have been used extensively in microelectronic packaging industry, the interaction between UBM (Under Bump Metallurgy) and solder is a critical issue because IMC (Intermetallic Compound) at the interface is critical for the adhesion of mechanical and the electrical contact for flip chip bonding. IMC growth must be fast during the reflow process to form stable IMC. Too fast IMC growth, however, is undesirable because it causes the dewetting of UBM and the unstable mechanical stability of thick IMC. UP to now. Ni and Cu are the most popular UBMs because electroplating is lower cost process than thin film deposition in vacuum for Al/Ni(V)/Cu or phased Cr-Cu. The consumption rate and the growth rate of IMC on Ni are lower than those of Cu. In contrast, the wetting of solder bumps on Cu is better than Ni. In addition, the residual stress of Cu is lower than that of Ni. Therefore, the alloy of Cu and Ni could be used as optimum UBM with both advantages of Ni and Cu. In this paper, the interfacial reactions of Sn-3.5Ag-0.7Cu solder on Ni-xCu alloy UBMs were investigated. The UBMs of Ni-Cu alloy were made on Si wafer. Thin Cr film and Cu film were used as adhesion layer and electroplating seed layer, respectively. And then, the solderable layer, Ni-Cu alloy, was deposited on the seed layer by electroplating. The UBM consumption rate and intermetallic growth on Ni-Cu alloy were studied as a function of time and Cu contents. And the IMCs between solder and UBM were analyzed with SEM, EDS, and TEM.