Temperature Measurement of Flip Chip Joints with Peripheral Array of Solder Bumps

페리퍼럴어레이 플립칩의 온도 분포 특성

The distribution of temperature of flip chipped device with peripheral solder bump array was measured with variables, such as the locations and geometries of heater, the size of device, the size of passivation opening. The highest temperature was measured with the larger device, $3.0(mm)\times3.0(mm)$, which has the smallest heater at the center of device and the circular passivation opening. For 2 (watts) power input, the device shows the highest temperature of about $110(^{\circ}C)$. In contrast, the smaller device, $1.5(mm)\times1.8(mm)$, shows that of $90(^{\circ}C)$. In addition to the size effect, the increase of passivation opening size decreased the maximum temperature by about $10(^{\circ}C)$. From the measurement, the temperature of device could be controlled with the size and geometry of heater, the size of device and the size and geometry of passivation opening.

페리퍼럴 어레이 플립칩의 온도 분포를 실측하여 열원의 기하학적 형상, 소자의 크기, 그리고 보호막 개구 크기 변화에 따른 소자의 열 성능을 측정하였다. 열원의 크기가 작고, 플립칩 솔더 범프에서 먼 중앙 열원의 경우가 전 면적 열원에 비해서 소자의 온도가 매우 높았다. 여기에 더해, 보호막 개구의 모양 변화에 의한 접촉 면적의 증가를 통해 소자의 최대 온도를 낮출 수가 있었다. 중앙 열원을 갖고 원형 개구에 2 (watts)의 전력이 가해지는 경우, $3(mm)\times3(mm)$크기 소자의 최대 온도는 약 $110(^{\circ}C)$이고, 이에 반해 $1.5(mm)\times1.8(mm)$ 크기 소자의 최대 온도는 약 $90(^{\circ}C)$ 이었다. 또한 보호막 개구의 모양을 원형 개구에서 잘린 사각형 개구로 변화시키면서 접촉 면적을 증가시킨 경우, $3(mm)\times3(mm)$ 크기의 소자와 중앙 열원을 갖는 경우에서 약 $10(^{\circ}C)$의 온도 감소를 나타내었다. 따라서 열원 소자의 위치와 크기, 소자의 크기, 그리고 개구 면적에 따른 솔더의 접촉 면적에 따라 플립칩의 열 성능이 현격한 차이를 나타내고 있음을 알 수 있다.