Due to the development of mobile communication technology, demand for the multi-functional products development is increasing. In substrate technology, embedded chip substratesare the one of the key technologies for the development of multi-functional products, therefore lots of studies are doing. For the chip interconnection, laser drilling via interconnection technology wasusually usedto make embedded chip substrates. Laser drilling via technology wassimple and reliable process, however as the pattern was formed after chip embedding, there were structural limitation. For these reasons, in this study we are going to investigate on the ACFs flip chip interconnection technologyfor the embedded chip substrates implementation in order to improve structural limitation by using laser drilling technology,
To verify the ACFs materials properties, four kinds of ACFs were used. For the thermosetting resin, epoxy was used because epoxy has thermal stability and for increasing the epoxy curing rate, anhydride and anion curing agent were added.As the conductive particle, SnBi and SAC305 lead free solder was used because solder has low contact resistance by metallurgical contact. To find the reliable ACF, thermal stress was applied after chip bonding.As the analysis methods, the chain resistance difference was measured after thermal stress and the solder joint was observed to find the abnormality using SEM.
Using reliable ACFs, bonding condition optimization tests were conducted by varying temperature, time, and pressure.Moreover the electrode design optimization test was performed to increase adhesion between ACFs and electrodes. Consequently, the embedded chip substrates were successfully fabricated using previous bonding and design optimization tests results. For the embedded chip substrates characterization, in-situ insulation resistance was measured by applying bias and in order to verify the stability about thermal stress, pressure cooker test, temperature cycling, and multiple reflow tests were performed.
이동 통신 기술의 발달로 인해 다기능 제품 개발에 대한 기술적 요구가 증가 되고 있다. 반도체용 기판기술에서는칩이 내장된 기판 개발이 핵심 기술 중 하나이며 이며 이를 개발하기 위한 많은 연구가 진행 되고 있다. 하지만 내장된 칩과 회로간 접합을 하기 위한 기술로 레이저를 사용하여 홀을 가공 후 도금을 통해 접합하는 기술 외에는 접합에 대한 다른 연구가 많이 이뤄지지는 않았다.레이저 홀을 접합 기술로 사용 한 제품에서는 공법 상의 문제로 구조적 제약이 발생하게 되는데 이 논문에서는 레이저 홀을 사용한 접합 기술 적용 시 발생되는 기판의구조적 제약을 개선 하기 위해 이방성 전도 필름을 사용하여 칩과전극을 직접 접합 함으로써 구조적 문제를 극복하기 위한 연구를 진행 하였다.
접합기술로서의이방성 전도 필름의 특성을 확인 하기 위해 4종류의 이방성 전도 필름을 사용하였다. 열을 가하였을 때 경화가 되는 기본이 되는 물질로서 열 충격에 안정적인 특징을 보이는 에폭시를 사용하였으며 반응 속도를 증가하도록하는 첨가제로서 Anhydride 그리고 Anion 계열의 반응 촉진제를첨가하였다.전도성물질로는낮은 접속 저항 특성을 보이는 SnBi, SAC305솔더를 사용하였다.
열 충격에 안정적인 이방성 전도 필름을 찾기 위해 칩을 전극에 접합한 후 열 충격을 가해열충격전후의 저항 변화율을 측정하였으며 전자 현미경 분석을 통해 솔더 접합부의 이상 여부를 검증하였다.
최적화된 이방성 전도 필름을 사용하여 접합 공정조건 및 전극 디자인 최적화를 실시한 후 칩이 내장되어 있는 기판을 성공적으로 구현 하였다. 기판 구현 후 최종 평가를 위해 절연저항 평가를 실시 하였으며 추가적으로 열 충격에 대한 안정성을 검증 하기 위해 Pressure Cooker Test, Thermal Cycling, Solder Reflow 평가를 실시하였다.