• 제목/요약/키워드: flip chip packaging

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미세피치용 Cu/SnAg 더블 범프 플립칩 어셈블리의 신뢰성에 관한 연구 (Reliability Studies on Cu/SnAg Double-Bump Flip Chip Assemblies for Fine Pitch Applications)

  • 손호영;김일호;이순복;정기조;박병진;백경욱
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.37-45
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    • 2008
  • 본 논문에서는 유기 기판 위에 $100{\mu}m$ 피치를 갖는 플립칩 구조인 Cu(60 um)/SnAg(20 um) 더블 범프 플립칩 어셈블리를 구현하여 이의 리플로우, 고온 유지 신뢰성, 열주기 신뢰성, Electromigration 신뢰성을 평가하였다. 먼저, 리플로우의 경우 횟수와 온도에 상관없이 범프 접속 저항의 변화는 거의 나타나지 않음을 알 수 있었다. 125도 고온 유지 시험에서는 2000시간까지 접속 저항 변화가 관찰되지 않았던 반면, 150도에서는 Kirkendall void의 형성으로 인한 접속 저항의 증가가 관찰되었다 또한 Electromigration 시험에서는 600시간까지 불량이 발생하지 않았는데 이는 Al금속 배선에서 유발되는 높은 전류 밀도가 Cu 칼럼의 높은 두께로 인해 솔더 영역에서는 낮아지기 때문으로 해석되었다. 열주기 시험의 경우, 400 cycle 이후부터 접속 저항의 증가가 발견되었으며, 이는 열주기 시험 동안 실리콘 칩과 Cu 칼럼 사이에 작용하는 압축 변형에 의해 그 사이에 있는 Al 및 Ti 층이 바깥쪽으로 밀려나감으로 인해 발생하는 것으로 확인되었다.

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플립칩 패키지의 열소산 최적화 연구 (A Study on the Optimization of Heat Dissipation in Flip-chip Package)

  • 박철균;이태호;이태경;정명영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.75-80
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    • 2013
  • 전자패키징 기술의 발전에 따라 패키지의 소형화는 집적화에 따른 열 소산 면적 감소로 인하여 패키지의 온도 상승을 초래한다. 온도 상승은 소자의 성능을 저해하여, 시스템 고장을 발생을 유발시키며 수명을 단축시킨다. 본 연구에서는 마이크로 패턴과 세미 임베디드 구조를 결합하여 열 소산을 극대화 시킬 수 있는 새로운 구조를 제안하여 열특성을 평가하였다. 제안 구조의 열특성 평가 결과, 기존 구조에 비하여 최대 온도는 $20^{\circ}C$낮았으며, 범프의 최대 응력은 20%이상 감소하여 제안 구조의 유효성을 확인하였다.

Current semiconductor Packaging in Japan

  • Nishi, Kunihiko
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 1999년도 1st Korea-Japan Advanced Semiconductor Packaging Technology Seminar
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    • pp.45-61
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    • 1999
  • General trend in electronics industry towards multimedia in the 21 century is presented here. All equipments require fast graphic processing together with thin and lightweight assembly technology. In Japan, CSP was developed and applied to mobile equipments for several years, and recently stacked die assembly technology is being developed. In addition, so-called flip chip technology is also being developed and which is applied to MCP and MCM little by little these days. Here current packaging technology in Japan is presented including above.

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BUMPLESS FLIP CHIP PACKAGE FOR COST/PERFORMANCE DRIVEN DEVICES

  • Lin, Charles W.C.;Chiang, Sam C.L.;Yang, T.K.Andrew
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 International Symposium
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    • pp.219-225
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    • 2002
  • This paper presents a novel "bumpless flip chip package"for cost! performance driven devices. Using the conventional electroplating and etching processes, this package enables the production of fine pitch BGA up to 256 I/O with single layer routing. An array of circuitry down to $25-50{\mu}{\textrm}{m}$ line/space is fabricated to fan-in and fan-out of the bond pads without using bumps or substrate. Various types of joint methods can be applied to connect the fine trace and the bond pad directly. The resin-filled terminal provides excellent compliancy between package and the assembled board. More interestingly, the thin film routing is similar to wafer level packaging whereas the fan-out feature enables high lead count devices to be accommodated in the BGA format. Details of the design concepts and processing technology for this novel package are discussed. Trade offs to meet various cost or performance goals for selected applications are suggested. Finally, the importance of design integration early in the technology development cycle with die-level and system-level design teams is highlighted as critical to an optimal design for performance and cost.

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Si 칩에 형성된 박막히터를 이용한 Chip-on-Glass 공정 (Chip-on-Glass Process Using the Thin Film Heater Fabricated on Si Chip)

  • 정부양;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.57-64
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    • 2007
  • Si 칩에 박막히터를 형성하고 이에 전류를 인가하여 LCD (liquid crystal display) 패널의 유리기판은 가열하지 않으면서 Si 칩만을 선택적으로 가열함으로써 Si 칩을 LCD 패널의 유리기판에 실장 하는 새로운 COG 공정기술을 연구하였다. $5\;mm{\times}5\;mm$ 크기의 Si 칩에 마그네트론 스퍼터링법으로 폭 $150\;{\mu}m$,두께 $0.8\;{\mu}m$, 전체 길이 12.15 mm의 정방형 Cu 박막히터를 형성하였으며, 이에 0.9A의 전류를 60초 동안 인가하여 Si칩의 Sn-3.5Ag 솔더범프를 리플로우 시킴으로써 Si 칩을 유리기판에 COG 본딩하는 것이 가능하였다.

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CSP + HDI : MCM!

  • Bauer, Charles-E.
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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    • pp.35-40
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    • 2000
  • MCM technology languished troughout most of the 1990's due to high costs resulting from low yields and issues with known god die. During the last five years of the decade new developments in chip scale packages and high density, build up multi-layer printed wiring boards created new opportunities to design and produce ultra miniaturized modules using conventional surface mount manufacturing capabilities. Focus on the miniaturization of substrate based packages such as ball grid arrays (BGAs) resulted in chip scale packages (CSPs) offering many of the benefits of flip chip along with the handling, testing, manufacturing and reliability capabilities of packaged deviced. New developments in the PWB industry sought to reduce the size, weight, thickness and cost of high density interconnect (HDI) substrates. Shrinking geometries of vias and new constructions significantly increased the interconnect density available for MCM-L applications. This paper describes the most promising CSP and HDI technologies for portable products, high performance computing and dense multi-chip modules.

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$75{\mu}m$ Cu via가 형성된 3D 스택 패키지용 interconnection 공정 및 접합부의 전기적 특성 (Interconnection Process and Electrical Properties of the Interconnection Joints for 3D Stack Package with $75{\mu}m$ Cu Via)

  • 이광용;오택수;원혜진;이재호;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.111-119
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    • 2005
  • 직경 $75{\mu}m$ 높이 $90{\mu}m$$150{\mu}m$ 피치의 Cu via를 통한 삼차원 배선구조를 갖는 스택 시편을 deep RIE를 이용한 via hole 형성공정 , 펄스-역펄스 전기도금법에 의한 Cu via filling 공정, CMP를 이용한 Si thinning 공정, photholithography, 금속박막 스퍼터링, 전기도금법에 의한 Cu/Sn 범프 형성공정 및 플립칩 공정을 이용하여 제작하였다. Cu via를 갖는 daisy chain 시편에서 측정한 접속범프 개수에 따른 daisy chain의 저항 그래프의 기울기로부터 Cu/Sn 범프 접속저항과 Cu via 저항을 구하는 것이 가능하였다. $270^{\circ}C$에서 2분간 유지하여 플립칩 본딩시 $100{\times}100{\mu}m$크기의 Cu/Sn 범프 접속저항은 6.7 m$\Omega$이었으며, 직경 $75 {\mu}m$, 높이 $90{\mu}m$인 Cu via의 저항은 2.3m$\Omega$이었다.

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언더필/칩 계면의 응력 해석 (Analysis of Stresses Along the Underfill/chip Interface)

  • Park, Ji-Eun;Iwona Jasiuk;Lee, Ho-Young
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.35-45
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    • 2002
  • 열하중에 의한 언더필/칩 계면의 응력을 유한요소법을 이용하여 구하였다. 먼저 실리카 입자의 부피 분율이 언더필 재료의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 세 가지 재료 세트에 대하여 실리카 입자의 부피 분율에 따른 영계수, 포아슨비, 영팽창 계수를 Mori-Tanaka방법을 이용하여 계산하였고, 언더필과 칩이 형성하는 edge및 wedge에 대한 singularity를 계산하였다. 그 다음에는 앞에서 계산한 재료물성치를 가지고 실리카 입자의 부피 분율에 따른 언더필/칩 계면의 응력을 몇 가지 플립칩 형상에 대하여 살펴보았다. 언더필이 균일한 재료라는 가정과 플립칩 어셈블리를 구성하고 있는 재료들이 선형탄 성적거동을 하고 등방성을 보이며 그들의 성질이 온도에 무관하다는 가정 하에 다섯 가지의 플립칩 어셈블리 모델이 고려되었다.

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플립 칩 BGA 솔더 접합부의 열사이클링 해석 (Thermal Cycling Analysis of Flip-Chip BGA Solder Joints)

  • 유정희;김경섭
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.45-50
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    • 2003
  • 시스템 보드에 플립 칩 BGA가 실장된 3차원 유한요소 해석 모델을 구성하여 열사이클시험 과정에서 발생되는 솔더 접합부의 피로수명을 예측하였다. 피로 모델은 Darveaux의 경험식에 기초하여 비선형 점소성 해석을 수행하였다. 해석은 4종류의 열사이클시험 조건과 패드구조, 솔더 볼의 조성과 크기의 변화에 따라 발생하는 크리프 수명을 평가하였다. 해석결과 $-65∼150^{\circ}C$의 열사이클시험 조건에서 가장 짧은 피로수명을 보였으며, $0∼100^{\circ}C$ 조건과 비교하면 약 3.5 배 정도 증가하였다. 동일한 시험조건에서 패드구조 변화에 따른 피로수명 차이는 SMD구조가 NSMD구조에 비해 약 5.7% 증가하였다 결과적으로 솔더 접합부에서 크리프 변형에너지 밀도가 높으면 피로수명은 짧아지는 것을 알 수 있었다

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Cu 머쉬룸 범프를 적용한 플립칩 접속부의 접속저항 (Contact Resistance of the Flip-Chip Joints Processed with Cu Mushroom Bumps)

  • 박선희;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.9-17
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    • 2008
  • 전기도금법으로 Cu 머쉬룸 범프를 형성하고 Sn 기판 패드에 플립칩 본딩하여 Cu 머쉬룸 범프 접속부를 형성하였으며, 이의 접속저항을 Sn planar 범프 접속부와 비교하였다. $19.1\sim95.2$ MPa 범위의 본딩응력으로 형성한 Cu머쉬룸 범프 접속부는 $15m\Omega$/bump의 평균 접속저항을 나타내었다. Cu머쉬룸 범프 접속부는 Sn planar범프 접속부에 비해 더 우수한 접속저항 특성을 나타내었다. 캡 표면에 $1{\sim}w4{\mu}m$ 두께의 Sn 코팅층을 전기도금한 Cu 머쉬룸 범프 접속부의 접속저항은 Sn 코팅층의 두께에 무관하였으나 캡 표면의 Sn코팅층을 리플로우 처리한 Cu머쉬룸 범프 접속부에서는 접속저항이 Sn 코팅층의 두께와 리플로우 시간에 크게 의존하였다.

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