COB 플립칩 접합부 특성에 미치는 비전도성접착제 포뮬레이션의 영향

초록

전자패키징 기술은 패키지의 초소형화, 고성능화를 위한 실장밀도 증가에 따라 플립칩 공법의 적용이 증가되고 있는 추세이다. 플립칩 패키징 접합소재로는 솔더, ICA(Isotropic Conductive Adhesive), ACA(Anisotropic Conductive Adhesive), NCA(Non Conductive Adhesive) 등과 같은 다양한 접합소재가 사용되고 있다. 기존의 플립칩 본딩에 사용되고 있는 언더필의 경우 접속피치 미세화 및 갭 감소에 따라 공정시간 증가 및 미충진 등의 문제가 발생할 수 있어 NCP의 상용화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 COB(chip-on-board) 플립칩 패키지에서 범프간의 금속간 결합으로 안정적인 조인트를 형성한 다음 후경화 공정을 통해 경화가 완료되는 고온 후경화형 NCP 포뮬레이션이 플립칩 접합부 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험에 사용된 NCP 포뮬레이션은 에폭시 레진, 산무수물계 경화제, 이미다졸계 잠재성 촉매제, 각종 기능성 첨가제를 혼합하여 다양하게 포뮬레이션을 하였다. 테스트 베드로 사용된 Si 다이는 두께 650㎛, 면적 5.2x7.2mm이고, 기판은 두께 1mm의 FR-4기판을 사용하였다. NCP의 열적 경화거동은 differential scanning calorimetry (DSC)를 사용하여 확인하였으며, 본딩 후에는 보이드를 평가하고 포뮬레이션에 따른 플립칩 본딩 접합부의 접합강도는 Bond Tester를 이용한 다이전단시험을 통해 측정하였다. 최적조건의 포뮬레이션을 CoB 패키지에 적용하여 언더필 적용 패키지와 함께 highly accelerated stress test (HAST) 신뢰성 시험을 수행하여 비교 평가하였다.