• 제목/요약/키워드: (Au$_{x}$Bi$_{}$ y/Ni$_{}$ 1-x-y/)Sn$_2$

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고집적 플립 칩용 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응 (Interfacial Reaction between Ultra-Small 58Bi-42Sn Solder Bump and Au/Ni/Ti UBM for Ultra-Fine Flip Chip Application)

  • 강운병;정윤;김영호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.61-67
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    • 2003

  • 고집적 플립 칩 기술을 위한 $50{\mu}m$ 직경의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응에 따른 금속간 화합물을 분석하였다. 증발증착법과 lift-off 방법으로 극미세 Bi-Sn 솔더 범프를 형성하고 급속열처리 장비를 이용하여 리플로 공정을 실시하였다. 리플로 공정에서의 냉각속도를 변화시키면서 제작한 솔더 범프의 표면과 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다 $Au(0.1{\mu}m)$/Ni/Ti UBM 위의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프의 표면과 내부에서 facet 특성을 갖는 다각형의 금속간 화합물들이 다수 관찰되었다. 주사전자현미경의 EDS 분석과 X-선 회절분석으로 확인한 결과 이 금속간 화합물은 $(Au_xBi_yNi_{1-x-y})Sn_2$상임을 확인하였다.

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극미세 Bi-Sn 솔더 범프와 UBM과의 계면반응

  • 강운병;김영호
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.68-71
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    • 2003

  • The reaction of ultra-small eutectic 58Bl-42Sn solder bump with Au/Ni/Ti and Au/Cu/Ti UBMs during reflow was studied. The eutectic Bi-Sn solder bumps of $46{\mu}m$ diameter were fabricated by using the evaporation method and were reflowed using the rapid thermal annealing system. The intermetallic compound was characterized using a SEM, an EDS, and an XRD. The $(Cu_xAu_{1-x})_6Sn_5$ compounds formed at the interface between Bi-Sn solder and Au/Cu/Ti UBM. On the other hand, in the Bi-Sn solder bump on Au/Ni/Ti UBM, the faceted and rectangular intermetallic compounds were observed on the solder bump surface and inside the solder bump as well as at the UBM interface. These intermetallic compounds were Identified as $(Au_{l-x-y}Bi_xNi_y)Sn_2$ phase.

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금속패드가 Sn계 무연솔더의 저주기 피로저항성에 미치는 영향 (Effects of Surface Finishes on the Low Cycle Fatigue Characteristics of Sn-based Pb-free Solder Joints)

  • 이규오;유진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.19-27
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    • 2003

  • 플립칩 전자패키지에서 칩과 기판(PCB)를 연결할 때, 통상적으로 칩쪽은 금속패드/UBM 처리를 기판 쪽은 표면처리를 한 후 솔더로 연결하는데, 이 때 사용되는 UBM이나 표면처리에 따라, 칩/솔더, PCB/솔더에 생성되는 금속간 화합물의 종류와 두께 및 솔더의 조성이 변하게 되어 궁극적으로 솔더 접합부의 기계적 신뢰성에 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 Cu와 Au/Ni의 두가지 금속 패드가 무연솔더의 저주기 피로특성에 어떠한 영향을 미치는 지에 대해 고찰해 보았다. 저주기 피로 실험은 Cu나 Au/Ni이 표면처리 된 기판에 무연솔더 (Sn-3.5Ag, Sn-3.5Ag-1.5Cu, Sn-3.5Ag-XBi(X=2.5, 7.5), Sn-0.7Cu)를 리플로하여 총변위를 변화시키면서 상온에서 시행하였다. 기판의 표면처리에 관계없이 Sn-3.5Ag, Sn-3.5Ag-XCu(X-0.75, 1.5), Sn-0.7Cu 합금이 Sn-3.5Ag-7.5Bi 합금보다 피로저항성이 현격히 좋았으며, Au/Ni 표면처리한 솔더 접합부가 Cu 처리한 경우보다 피로저항성이 뛰어난 것으로 나타났다. 파괴 후 단면을 조사한 결과 계면에 형성된 금속간 화합물 내에 미세균열이 발견되었는데, Cu 표면처리를 사용한 경우 더 많은 미세균열이 생성된 것을 볼 수 있었다. Sn-3.5Ag, Sn-3.5Ag-Cu(X=0.75, 1.5), Sn-0.7Cu 합금의 경우 금속간 화합물 내에 생기는 미세 균열이 거시 균열로 성장하지 않고 파단은 항상 솔더 내부로 일어난 반면. Bi를 함유한 솔더의 경우, 기판의 표면처리에 상관없이 금속간 화합물/솔더 계면으로 균열이 생성 진전되어 다른 솔더합금에 비해 열악한 피로저항성을 나타내는 것으로 보인다. 이것은 Bi의 금속간화 합물/솔더 입계 편석이나 Bi 합금이 다른 합금에 비해 높은 경도값을 가지는 것에 인한 것으로 보여 진다.

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