저온 속경화형 NCP 적용 COB 플립칩 패키지의 신뢰성 연구

초록

모바일 정보통신기기를 중심으로 패키지의 초소형화, 고집적화를 위해 플립칩 공법의 적용이 증가되고 있고 있다. 플립칩 본딩용 접착제는 레진에 함유된 전도성 필러 함량에 따른 전기전도 특성에 따라 등방전도성 접착제(ICA, isotropic conductive adhesive), 이방전도성 접착제(ACA, anisotropic conductive adhesive), 비전도성 접착제(NCP, non-conductive adhesive)로 나눌 수 있다. 비전도성 접착제(NCP)가 초미세 피치 대응이 가능한 장점이 있으나 신뢰성 확보되지 못하여 널리 사용되지 못하고 있다. NCP의 상용화를 위해서는 속경화성이 요구되고 더불어 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 저온 속경화형 NCP를 적용해 COB(chip-on-board) 플립칩 패키지의 접합강도와 고온고습의 조건에서 신뢰성을 조사하였다. 실험에 사용된 저온 속경화형 NCP는 에폭시 레진과 산무수물계 경화제와 dyhidrazide계 경화제를 다양한 비율로 혼합하였고 촉매제는 이미다졸계 잠재성 촉매를 사용하였다. 테스트 베드로 사용된 실리콘 다이는 두께 700㎛, 면적 5.3x7.3mm이고 기판은 두께 650㎛의 PCB기판을 사용하였다. 실리콘 다이와 기판은 본딩 전 PVA Tepla사의 Microwave 소스 플라즈마 장비로 전처리 후 Panasonic FCB-3 플립칩 본더를 사용하여 160℃에서 플립칩 본딩을 수행하였다. 플립칩 본딩 후 die shear로 접합강도를 측정하였고 121℃/100%RH의 조건에서의 HAST(highly accelerated stress test)를 24, 48, 72, 96시간동안 수행 한 후 신뢰성을 평가하였다.