In the semiconductor industry, the demand for higher number of Input/output (I/O) counts and smaller size is increasing, and to meet the needs, the semiconductor packaging technology is heading to finer pitch and higher integration. Accordingly, the new testing techniques are required for the semiconductor packages with finer pitch. A test socket interposer is the key element in the testing process, which interconnects the device under the test and the test board. However, the conventional interposer is not applicable for fine pitch under 300um due to its structural limitations.
In this study, a fine pitch interposer technology is newly introduced with magnetically dispersed and vertically stacked conductive particles in the composite polymer structure, which is composed of polyvinyl fluoride (PVDF) and Non-Conductive Film (NCF). The factors that affect the dispersion and stacking behavior were studied to fabricate the interposer, and its electrical and mechanical properties were characterized.
In Chapter 2, the effect of the magnetic field on the dispersion rate of conductive particles was studied. The conductive particle dispersion was enhanced with increasing magnetic field strength and longer exposure time under the magnetic field.
In Chapter 3, the effect of the surface properties of the underlying NCF on the dispersion and vertical stacking of conductive particle was investigated. The tackiness, surface energy and surface roughness of NCF were optimized by the controlling the curing degree of NCF and the amount of residual solvent in the PVDF, which resulted in the better movement of the conductive particles on the NCF.
In Chapter 4, a bilayer interposer was fabricated with the optimized conditions and its daisy chain resistance and durability were evaluated. The interposer had 35um pitch in average and showed a stable interconnection with the fine pitch test vehicles up to 1000 repetitive cycles.
검사 소켓 인터포저는 반도체 패키지 검사 시 검사체와 테스트 보드를 접속시키는 데에 필수적인 부품이다. 그러나 산업에서 쓰이는 기존 인터포저는 구조적 한계로 인해 미세 피치 검사 소켓에 적용되기 어려운 점이 있다.
본 연구에서는 미세 피치를 지닌 인터포저를 위해 폴리비닐 플루오라이드 및 비전도성 필름으로 구성된 복합 폴리머 내에 도전 입자가 자기장으로 분산되고 수직 적층된 구조를 도입하였다.
제 2장에서는 도전 입자의 분산도에 대한 자기장의 영향을 분석하였으며, 자기장의 세기와 노출된 시간이 증가할수록 도전 입자의 분산 거동이 향상됨을 확인하였다.
제 3장에서는 비전도성 필름의 표면 특성이 도전 입자의 분산 및 수직 적층 거동에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 필름의 경화도 및 잔류 용매의 양을 제어함으로써 필름 표면의 점착성, 표면 에너지 및 거칠기를 최적화하였으며, 필름 상에서 도전 입자가 더 자유로이 거동하여 나은 분산도와 수직 적층 형상을 얻을 수 있었다.
제 4장에서는 최적화된 조건으로 이중 층 인터포저를 제작하고 데이지 체인 저항과 내구성을 평가하였다. 인터포저의 평균 피치는 35마이크로미터이며 1000회 반복 시험 동안 미세 피치 검사 소켓과 안정적인 접속 저항을 보여주어 미세 피치 검사 소켓 인터포저로서의 기능을 입증하였다.
