소결 금(Au) 접합기술: AuRoFUSE™ 프리폼

소결 금(Au) 접합기술: AuRoFUSE™ 프리폼

소결 금(Au) 접합기술: AuRoFUSE™ 프리폼

AuRoFUSE™를 활용한 고밀도 실장용 소결 Au 접합기술

이 기술은 접합체를 사전에 건조시켜 유동성을 제거함으로써 크리핑 현상을 억제하고 수평 방향으로의 확산을 방지하여 좁은 피치 접합을 가능하게 한 것입니다. 지금까지 5µm 크기의 범프 형성에 성공했으며, 고밀도 실장이 요구되는 플립칩 본딩에의 활용이 기대되고 있습니다.

AuRoFUSE™ 프리폼 기술 소개

특징

  1. ① 다양한 크기, 형상의 Au 범프 제작 가능
    (최소 실적: 5µm 크기, 5µm 간격)
  2. ② 다공질 구조를 가진 접합체이므로 압축 변형 능력이 뛰어남
  3. ③ 가압 시 수평 방향 변형이 적어 고밀도 실장 가능
  4. ④ 주성분이 Au이므로 산화나 마이그레이션이 발생하기 어려움
  5. ⑤ 비교적 낮은 온도(200℃~)와 대기 하에서 접합 가능
  • ① 자유로운 형상 설계
    자유로운 형상 설계_다양한 크기의 범프 제작 SEM 이미지
  • ② 높은 압축성
    높은 압축성_설명 SEM 이미지
  • ③ 좁은 간극의 범프 배치
    고밀도 실장 설명 상부 SEM 이미지

③ 접합 압력을 올렸을 때의 형상 변형률

  • 가압 방향 설명 이미지
  • 형상 변형률 그래프

예상 용도

광 반도체(LED나 LD), 파워 반도체, IC용 다이 어태치 재료

AuRoFUSE™ 프리폼 제작 방법

AuRoFUSE™ 프리폼 제작 방법

  1. ① 접합 대상 기판에 하지층이 될 Au/Pt/Ti 메탈라이징 처리를 한다.
  2. ② 포토레지스트를 메탈라이징한 접합 대상 기판에 도포한다.
  3. ③ 프리폼 형상에 맞춘 포토마스크를 접합 대상 기판에 씌우고 노광 및 현상하여 레지스트 틀을 제작한다.
  4. ④ 제작한 레지스트 틀에 AuRoFUSE™를 채워 넣는다.
  5. ⑤ 실온에서 진공 건조한 후 스퀴지를 이용해 잉여 Au 입자를 긁어낸다.
  6. ⑥ 열을 가해 가소결한 후 레지스트 틀을 박리 제거한다.

AuRoFUSE™ 프리폼과 다른 재료와의 비교

(〇) AuRoFUSE™ 프리폼

  • 접합 전에 페이스트를 건조시켜 유동성을 제거함으로써 엎으로 퍼지는 것을 억제할 수 있어 고밀도 실장이 가능
  • 다공질 구조로 변형이 용이하여 전극간 고저차가 있는 경우나 기판의 휘어짐, 두께 차가 있는 경우에도 접합이 가능

(△) 솔더 재료

  • 범프 피치가 미세해질수록 땜납 재료가 용융 시 옆으로 퍼지기 때문에 전극간의 접촉으로 인한 단락이 발생한다

(△) 무전해 도금

  • 좁은 피치를 실현할 수 있지만, 접합 시 상대적으로 높은 압력이 필요하기 때문에 칩 파손 위험이 있음

AuRoFUSE™ 프리폼과 타 재료 비교

AuRoFUSE™ 프리폼은 측면 퍼짐이 없으며 도금 범프에 비해 부드럽다

접합 예: 플립 칩 본딩

  • 접합 예: 플립 칩 본딩

특성표

AuRoFUSE™ preform_200℃, 20MPa, 10sec
전기 저항률 (µΩ·cm) 4.5
열 전도율 (W/mK) 200
영률 (Gpa) 57
전단 강도 (Mpa) >30
CTE: 선팽창 계수 (ppm/K) 14
기초 막 Au/Pt/Ti, Au/Pd/Ni