플립칩 공정시 반응생성물이 계면반응 및 접합특성에 미치는 영향
Effects of Intermetallic Compounds Formed during Flip Chip Process on the Interfacial Reactions and Bonding Characteristics
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초록
플립칩 접합시 발생하는 계면반응 거동과 접합특성을 계면에 생성되는 금속간화합물의 관점에서 접근하였다. 이를 위하여 Al/Cu와 Al/Ni의 under bump metallization(UBM) 층과 Sn-Cu계 솔더(Sn-3Cu, Sn-0.7Cu)와의 반응에 의한 금속간화합물의 형성거동 및 계면접합성을 분석하였다. Al/Cu UBM 상에서 Sn-0.7Cu 솔더를 리플로우한 경우에는 솔더/UBM 계면에서 금속간화합물이 형성되지 않았으며, Sn-3Cu를 리플로우한 경우에는 계면에서 생성된 Cu6Sn5 금속간화합물이 spalling 되어 접합면이 분리되었다. 반면에 Al/Ni UBM 상에서 Sn-Cu계 솔더를 리플로우한 경우에는 0.7 wt% 및 3 wt%의 Cu 함량에 관계없이 (Cu,Ni)6Sn5 금속간화합물이 계면에 형성되어 있었으며, 계면접합이 안정적으로 유지되었다.
Abstract
We studied interfacial reaction and bonding characteristics of a flip chip bonding with the viewpoint of formation behavior of intermetallic compounds. For this purpose, Sn-0.7Cu and Sn-3Cu solders were reflowed on the Al/Cu and Al/Ni UBMs. When Sn-0.7Cu was reflowed on the Al/Cu UBM, no intermetallic compounds were formed at the solder/UBM interface. The Cu6Sn5 intermetallic compounds formed by reflowing Sn-3Cu solder on the Al/Cu UBM were spalled from the interface, resulting in delamination of the solder/UBM interface. On the other hand, the (Cu,Ni)6Sn5intermetallic compounds were formed by reflowing of Sn-0.7Cu and Sn-3Cu on the Al/Ni UBM and the interfacial bonding between the Sn-Cu solders and the Al/Ni UBM was kept stable.
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