플립칩 본딩에서 무연 솔더의 종방향 열초음파 솔더링에 관한 연구

Abstract

최근 무연 솔더와 무플럭스 솔더링에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 무연 솔더의 경우 용융 온도가 높아 패키지에 높은 열영향을 미치므로 저온 솔더링 공정을 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 종방향 초음파를 사용하는 열초음파 접합을 무연 솔더 의 플립칩 본딩에 적용하여 저온 무플럭스 플립칩 접합을 수행하였다. 수치해석 결과 점탄성 발열 또는 점소성 발열에 의해 수초안에 솔더의 온도가 약 $40-135^\circ C$ 정도 상승하는 것으로 계산되었다. 실험 결과 솔더의 온도가 패키지 내에서 국부적으로 상승하여 솔더가 용융하였으며 수치해석 결과와 비교적 일치하였다. 최적 접합 조건에서의 접합 강도는 산업에서 요구하는 조건을 만족시켰다. 열초음파 솔더링을 이용하여 다수의 무플럭스 솔더 접합부를 고속으로 형성할 수 있으므로 무연 솔더의 플립칩 본딩에 적용 가능하다.