최근, 고사양 컴퓨터, 모바일 제품의 수요가 증가하면서 반도체 패키지의 고집적화, 고밀도화가 요구된다. 따라서 많은 양의 데이터를 한 번에 전송하기 위해 범프 크기 및 피치 (Pitch)를 줄이고 I/O 밀도를 증가시킬 수 있는 플립 칩 (flip-chip), 구리 필러 (Cu pillar)와 같은 마이크로 범프 (Micro-bump)가 사용된다. 하지만 범프의 직경이 70 ㎛ 이하일 경우 솔더 (Solder) 내 금속간화합물 (Intermetallic compound, IMC)이 차지하는 부피 분율의 급격한 증가로 인해 취성이 증가하고, 전기적 특성이 감소하여 접합부 신뢰성을 악화시킨다. 따라서 이러한 점을 개선하기 위해 UBM (Under Bump Metallization) 또는 Cu pillar와 솔더 캡 사이에 diffusion barrier 역할을 하는 층을 삽입시키기도 한다. 본 review 논문에서는 추가적인 층 삽입을 통해 마이크로 범프의 과도한 IMC의 성장을 억제하여 접합부 특성을 향상시키기 위한 다양한 연구를 비교 분석하였다.
This paper presents the investigations on the initial strength and its variation of Sn-Pb solder joint using different lead frames, such as are 42 alloy lead and Cu alloy lead. As the result of the lack of initial strength at solder joints, whose pitch is from 0.3 to 0.4mm, short circuit often occured at the solder joint by thermal shock or external impact. Therefore, in this paper investigations were performed on the initial strength and its variation of Sn-Pb solder joint as well as fractured mode with using different lead frames.
In the current study, a Cu2O/TiO2 photoinduced nanocomposite materials prepared by ultrasonification method was evaluated the photocatalytic oxidation efficiency of volatile organic compounds (BTEX) under visible-light irradiation. The results of XRD confirmed the successful preparation of photoinduced nanocomposite materials. However, diffraction peaks belonging to TiO2 were not confirmed for the Cu2O/TiO2. The possible reason for the absence of Cu2O peak is their low content and small particle size. The result of uv-vis spectra exhibited that the fabricated Cu2O/TiO2 can be activated under visible light irradiation. The FE-SEM/EDS and TEM showed the formation of synthesized nanocomposites and componential analysis in the undoped TiO2 and Cu2O/TiO2. The photocatalytic oxidation efficiencies of benzene, toluene, ethylbenzene, and o-xylene with Cu2O/TiO2 were higher than undoped TiO2. According to light sources, the average oxidation efficiencies for BTEX by Cu2OT-0.5 were exhibited in the orer of 8 W day light > violet LEDs > white LEDs. However, the photocatalytic oxidation efficiencies normalized to supplied electric power were calculated to be in the following order of violet LEDs > white LEDs > 8 W day light, indicating that the LEDs could be a much more energy efficient light source for the photo-oxidation of gaseous BTEX using Cu2O/TiO2.
본 연구에서는 용융온도가 중온계 무연 솔더인 Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)와 저온계 무연 솔더인 Sn-57Bi-1Ag를 사용하여 형성된 복합 무연 솔더 접합부의 특성에 대하여 보고 하였다. SAC305 솔더볼이 형성된 ball grid array(BGA) 패키지와 Sn-57Bi-1Ag 솔더 페이스트가 도포된 flame retardant-4(FR-4) 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 리플로우 솔더링 공정을 이용하여 복합 무연 솔더 접합부를 형성 하였다. 공정 온도 프로파일을 두 가지 형태로 달리하여 리플로우 솔더링 공정을 진행하였으며 리플로우 솔더링 공정 조건에 따른 계면 반응, 금속간화합물(intermetallic compound, IMC)의 형성, Bi의 확산 거동 등 복합 무연 솔더 접합부 계면 특성을 비교 분석 하였다. 또한, 열 충격 시험을 통하여 리플로우 솔더링 공정에 따른 복합 무연 솔더 접합부의 신뢰성 특성을 비교하고 열 충격 시험 전후 전단 시험을 진행하여 접합부의 기계적 특성 변화를 분석하였다.
In joining Alumina to copper plate by Mo-Mn metallizing process, the effects of the composition of metallizing paste on the bonding strength were investigated. The bonding strength increased with increasing Mn amount in the paste up to 20% but followed by the decrease with addition of Mn. The maximum bonding strength reached 50MPa at 20%Mn when heated to $1550^{\circ}C$ for 60minute. The addition of Si to the metallizing powder increased the bonding strength of the joint by enhancing the mechanical bonding between the Alumina and the metallizing layer due to the decrease of layer viscosity with the addition of $SiO_2$. It is thought that MnO reacted with $Al_2O_3$ to yield $MnAl_2O_4$ spinel, forming a joint.
차세대 반도체의 초미세 Cu 배선 확산방지층 적용을 위해 원자층증착법(atomic layer deposition, ALD) 공정을 이용하여 증착한 RuAlO 확산방지층과 Cu 박막 계면의 계면접착에너지를 정량적으로 측정하였고, 환경 신뢰성 평가를 수행하였다. 접합 직후 4점굽힘시험으로 평가된 계면접착에너지는 약 $7.60J/m^2$으로 측정되었다. $85^{\circ}C$/85% 상대습도의 고온고습조건에서 500시간이 지난 후 측정된 계면접착에너지는 $5.65J/m^2$로 감소하였으나, $200^{\circ}C$에서 500시간 동안 후속 열처리한 후에는 $24.05J/m^2$으로 계면접착에너지가 크게 증가한 것으로 평가되었다. 4점굽힘시험 후 박리된 계면은 접합 직후와 고온고습조건의 시편의 경우 RuAlO/$SiO_2$ 계면이었고, 500시간 후속 열처리 조건에서는 Cu/RuAlO 계면인 것으로 확인되었다. X-선 광전자 분광법 분석 결과, 고온고습조건에서는 흡습으로 인하여 강한 Al-O-Si 계면 결합이 부분적으로 분리되어 계면접착에너지가 약간 낮아진 반면, 적절한 후속 열처리 조건에서는 효과적인 산소의 계면 유입으로 인하여 강한 Al-O-Si 결합이 크게 증가하여 계면접착에너지도 크게 증가한 것으로 판단된다. 따라서, ALD Ru 확산방지층에 비해 ALD RuAlO 확산방지층은 동시에 Cu 씨앗층 역할을 하면서도 전기적 및 기계적 신뢰성이 우수할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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