Microstructure and Adhesion Strength of Sn-Sn Mechanical Joints for Stacked Chip Package

Stacked Chip Package를 위한 Sn-Sn 기계적 접합의 미세구조와 접착강도

To make stacked chip packages far high-density packaging of memory chips used in workstations or PC severs, several lead-frames are to be connected vertically. Fer this purpose. Sn or Sn/Ag were electrochemically deposited on Cu lead-frames and their microstructures were examined by XRD and SEM. Then, two specimens were annealed at $250^{\circ}C$ for 10 min. and pressed to be joined. The shear stresses of joined lead-frames were measured fur comparison. In the case of Sn only, $Cu_3Sn$ was formed by the reaction of Sn and Cu lead-frames. In the case of Sn/Ag, besides $Cu_3Sn$. $Ag_3Sn$ was formed by the reaction of Sn and Ag. Compared to joined specimens made from Sn only, those made from Sn/Ag showed 1.2 times higher shear stress. This was attributed to the $Ag_3Sn$ phase formed at the joined interface.

Workstation이나 PC seven옹 메모리칩의 고밀도 실장을 위한 stack chips package (SCP)를 만들기 위해서는 여러 개의 리드프레임이 수직으로 접합되어야 한다. 이를 위하여 Cu리드프레임 위에 전기화학증착법으로 Sn 또는 Sn/Ag를 도금한 후 XRD와 SEM으로 미세구조를 분석하였다. 그리고 두 개의 시편을 $250^{\circ}C$에서 10분간 열처리하고 가압하여 접합한 후 전단강도를 측정하여 비교하였다. Sn만이 도금된 경우, Sn과 Cu리드프레임이 반응하여 $Cu_3Sn$이 생성되었고, Sn/Ag의 경우에는 $Cu_3Sn$외에 Sn과 Ag가 반응하여 $Ag_3Sn$이 형성되었다. 전단강도는 Sn/Ag의 경우가 Sn만이 도금되었을 때보다 약 1.2배 정도 강하였다. 이는 접합면에 형성된 $Ag_3Sn$이 전단강도를 강화시켰기 때문이다.