Journal of the Microelectronics and Packaging Society (마이크로전자및패키징학회지)

The Korean Microelectronics and Packaging Society (한국마이크로전자및패키징학회)
권호 표지

Cap Formation Process for MEMS Packages using Cu/Sn Rim Bonding

Cu/Sn Rim 본딩을 이용한 MEMS 패키지의 Cap 형성공정

  • Kim, S.K. (Department of Materials Science and Engineering, Hongik University) ;
  • Oh, T.S. (Department of Materials Science and Engineering, Hongik University) ;
  • Moon, J.T. (SOP Technology Team, IT Convergence & Components Laboratory(ICCL) Electronics and Telecommunications Research Institute)
  • 김성규 (홍익대학교 신소재공학과) ;
  • 오태성 (홍익대학교 신소재공학과) ;
  • 문종태 (한국전자통신연구원 IT 융합부품연구소 SOP 연구팀)
  • Published : 2008.12.31
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Abstract

To develop the MEMS cap bonding process without cavity formation, we electroplated Cu/Sn rim structures and measured the bonding characteristics for the Cu/Sn rims of $25{\sim}400{\mu}m$ width. As the effective device-mounting area ratio decreased and the failure strength ratio increased for wider Cu/Sn rim, these two properties were estimated to be optimized for the Cu/Sn rim with 150 ${\mu}m$ width. Complete bonding was accomplished at the whole interfaces of the Cu/Sn packages with the rim widths of 25 ${\mu}m$ and 50 ${\mu}m$. However, voids were observed locally at the interfaces with the rim widths larger than 100 ${\mu}m$. Such voids were formed by local non-contact between the upper and lower rims due to the surface roughness of the electroplated Sn.

캐비티 형성이 불필요한 MEMS 캡 본딩을 위해 전기도금법을 이용하여 Cu/Sn rim 구조를 형성하였으며, $25{\sim}400{\mu}m$ 범위의 rim 폭에 따른 본딩특성을 분석하였다. Cu/Sn rim의 폭이 증가함에 따라 rim 패키지 내부의 유효 실장면적비가 감소하는 반면에 파괴하중비가 증가하며, Cu/Sn rim 폭이 150 ${\mu}m$일 때 유효 실장면적비와 파괴하중비를 최적화할 수 있을 것으로 예측되었다. 폭 25 ${\mu}m$ 및 폭 50 ${\mu}m$인 Cu/Sn rim 접합부에서는 모든 계면에서 본딩이 이루어진 반면에, 100 ${\mu}m$ 이상의 폭을 갖는 rim 접합부에서는 Sn 도금표면의 거칠기에 의해 본딩이 이루어지지 않은 기공 부위가 관찰되었다.

Keywords