KR101827359B1 - Joining Method of Flip Chip Using Anaerobic Hardener and Flip Chip Package Manufactured by the Same - Google Patents
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- C09J2203/326—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
Abstract
Description
본 발명은 혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법 및 이에 의해 제조된 플립 칩 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칩과 기판의 접합 과정에서 혐기성경화제가 혼합된 접착제를 이용함에 따라 접착제 내부의 보이드를 최소화할 수 있도록 하는 혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법 및 이에 의해 제조된 플립 칩 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a flip chip bonding method using an anaerobic curing agent and a flip chip package manufactured thereby. More particularly, the present invention relates to a flip chip bonding method using an anaerobic curing agent, A flip chip bonding method using an anaerobic curing agent and a flip chip package manufactured thereby.
칩과 기판을 접합하기 위한 방법으로 플립 칩(Flip Chip) 접합이 일반적으로 널리 사용되고 있다. 그리고 이와 같은 플립 칩 접합 방법은, 칩의 접합면에 형성된 솔더 범프를 기판의 패드에 맞추어 리플로우 머신으로 리플로우하는 과정을 거쳐 이루어진다.Flip chip bonding is widely used as a method for bonding a chip and a substrate. In the flip chip bonding method, the solder bumps formed on the bonding surfaces of the chips are aligned with the pads of the substrate and are reflowed to a reflow machine.
하지만, 갈수록 모바일 제품의 고사양화가 요구됨에 따라 I/O수가 많아지게 되고, 범프의 피치 크기는 점점 줄어들고 있는 추세이다. 최근에는 피치 크기가 60um이하까지 줄어들게 되었으며, 이에 따라 기존의 리플로우 방식으로 접합하던 칩을 열압착 본딩을 이용해서 접합하게 된다.However, as mobile products become more sophisticated, the number of I / Os increases, and the pitch size of bumps is gradually decreasing. In recent years, the pitch size has been reduced to less than 60 μm, and thus, the existing reflow-bonded chips are bonded using thermocompression bonding.
다만, 종래의 경우 칩과 기판을 본딩하는 과정에서 일반적으로 에폭시 접착제를 사용하게 되며, 이와 같은 에폭시 접착제는 경화 과정 중 열풍에 접촉하는 가장자리부터 경화가 시작되어 안쪽으로 경화가 진행된다.However, in the conventional case, an epoxy adhesive is generally used in the process of bonding a chip and a substrate. In such an epoxy adhesive, curing starts from the edge where the hot air comes into contact during curing, and curing proceeds inward.
이는 가장자리의 경화에 의해 내부의 보이드가 빠져나가지 못하며, 접착제가 경화수축하면서 보이드 크기가 증가되는 문제점이 있다.This is because the inner void can not escape due to the hardening of the edge, and the void size is increased due to the curing shrinkage of the adhesive.
이와 같은 현상은 제품의 불량률을 높일 뿐만 아니라, 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 주요 원인인 된다.This phenomenon is a major cause of not only increasing the defect rate of the product but also lowering the reliability of the product.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 칩과 기판을 접합시키는 접착제의 내부에 존재하는 보이드의 개수 및 크기를 최소화하여 불량률을 낮추고, 제품의 신뢰성을 높일 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for minimizing the number and size of voids existing in an adhesive for bonding a chip and a substrate, .
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법은, 칩에 범프를 형성하는 범프형성단계, 기판에 상기 범프와 접촉되는 패드를 형성하는 패드형성단계, 상기 범프 및 상기 패드 중 적어도 어느 하나에 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 도포하는 도포단계, 상기 범프와 상기 패드를 가압하며 접합하는 접합단계 및 상기 혐기성경화제를 포함하는 접착제가 내부에서부터 경화되며, 내부의 보이드가 외측으로 배출되거나 축소되는 경화단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flip chip bonding method using an anaerobic curing agent, comprising: a bump forming step of forming a bump on a chip; a pad forming step of forming a pad in contact with the bump on a substrate; A bonding step of pressing and bonding the bump and the pad and an adhesive containing the anaerobic curing agent are cured from the inside and the inner voids are discharged to the outside Or curing step, which is reduced or eliminated.
그리고 상기 경화단계는, 상기 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 대기와 차단시킨 상태에서 이루어지도록 할 수 있다.The curing step may be performed while the adhesive containing the anaerobic curing agent is shut off from the atmosphere.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 혐기성경화제를 포함하는 플립 칩 패키지는, 범프가 형성된 칩, 상기 범프에 대응되는 패드가 형성된 기판 및 상기 범프 및 상기 패드 사이에 구비되어 상기 칩과 상기 기판을 상호 접착시키며, 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 포함한다.In order to achieve the above object, a flip chip package including an anaerobic curing agent according to the present invention includes a chip having bumps, a substrate having pads formed thereon corresponding to the bumps, and a substrate provided between the bumps and the pads, And an adhesive containing an anaerobic curing agent.
그리고 상기 범프 및 상기 패드 중 적어도 어느 하나는, 중앙부의 높이가 외곽부의 높이보다 높게 형성된 혐기성경화제를 포함할 수 있다.At least one of the bump and the pad may include an anaerobic curing agent having a height of a central portion higher than a height of an outer portion.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법 및 이에 의해 제조된 플립 칩 패키지는 다음과 같은 효과가 있다.The flip chip bonding method using the anaerobic curing agent of the present invention for solving the above problems and the flip chip package manufactured by the method have the following effects.
첫째, 칩과 기판의 접합 과정에서 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 사용하므로, 경화 과정에서 보이드가 외부로 배출되거나 크기가 최소화되는 장점이 있다.First, since an adhesive containing an anaerobic curing agent is used in the process of bonding the chip and the substrate, voids are discharged to the outside in the curing process or the size is minimized.
둘째, 이에 따라 불량률을 크게 감소시키고, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Secondly, there is an advantage that the defect rate can be greatly reduced and the reliability of the product can be improved.
셋째, 추가적인 공정이 더 수행될 필요가 없어 기존 공정 설비를 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.Third, there is no need to perform additional processes, which makes it possible to utilize existing process facilities as they are.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 칩과 기판을 준비한 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 기판의 패드에 접착제를 도포한 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 칩과 기판을 서로 접합한 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 혐기성경화제를 포함하는 접착제가 경화되는 과정을 나타낸 도면; 및
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 칩의 범프와 기판의 패드의 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a chip and a substrate prepared in a flip chip bonding method according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view illustrating a method of bonding an adhesive to a pad of a substrate in the flip chip bonding method according to the first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 3 is a view illustrating a flip chip bonding method according to a first embodiment of the present invention, in which a chip and a substrate are bonded to each other;
4 is a view illustrating a process of curing an adhesive containing an anaerobic curing agent in the flip chip bonding method according to the first embodiment of the present invention; And
5 and 6 are views showing the bump of the chip and the pad of the substrate in the flip chip bonding method according to the second embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same designations and the same reference numerals are used for the same components, and further description thereof will be omitted.
본 발명에 따른 플립 칩 접합방법은, 범프형성단계, 패드형성단계, 도포단계, 접합단계 및 경화단계를 포함할 수 있다. 이하에서는 이와 같은 각 과정에 대해 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.The flip chip bonding method according to the present invention may include a bump forming step, a pad forming step, an applying step, a bonding step and a curing step. Hereinafter, each of these processes will be described in detail with reference to the drawings.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 칩(10)에 범프(12)를 형성하는 범프형성단계와, 기판(20)에 상기 범프(12)와 접촉되는 패드(22)를 형성하는 패드형성단계가 수행된다.A bump forming step of forming
즉 상기 범프형성단계 및 상기 패드형성단계에서는 상기 칩(10)과 기판(20)의 접합을 위한 범프(12) 및 패드(22)를 각각 형성하게 되며, 이들은 접합 후 서로 전기적으로 연결될 수 있다.That is, in the bump forming step and the pad forming step, the
다음으로 도 2에 도시된 바와 같이 상기 범프(12) 및 상기 패드(22) 중 적어도 어느 하나에 혐기성경화제를 포함하는 접착제(30)를 도포하는 도포단계가 수행된다.Next, as shown in FIG. 2, an application step of applying an adhesive 30 containing an anaerobic curing agent to at least one of the
이때 본 실시예의 경우 상기 접착제(30)를 기판(20)의 패드(22)에 도포하는 것으로 하였으나, 이에 제한되지 않고 상기 접착제(30)는 칩(10)의 범프(12)에 도포될 수도 있으며, 또는 범프(12) 및 패드(22) 모두에 도포될 수도 있음은 물론이다.The
이때 상기 접착제(30)에는 혐기성경화제가 혼합된다.At this time, the adhesive 30 is mixed with the anaerobic curing agent.
상기 혐기성경화제는 대기 중 산소에 의해 경화 반응이 억제되는 특성이 있으며, 대기와 차단되면 경화가 서서히 진행된다. 이와 같은 특성에 따라 상기 혐기성경화제는 대기에 노출된 외측의 경화가 억제되며, 대기와 차단된 내측으로부터 경화가 시작될 수 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.The anaerobic curing agent has a characteristic that the curing reaction is inhibited by oxygen in the atmosphere, and the curing progresses slowly when it is shut off from the atmosphere. According to such characteristics, the anaerobic curing agent is inhibited from external curing which is exposed to the atmosphere, and curing can be started from the inside blocked from the atmosphere. This will be described later.
또한 상기 혐기성경화제가 혼합되는 접착제(30)는 일반적으로 널리 사용되는 에폭시 접착제가 사용될 수도 있으며, 또는 다른 종류의 접착제가 사용될 수도 있음은 물론이다. 그리고 상기 접착제(30)는 페이스트 타입과 필름 타입 등 어떤 형태로도 사용될 수 있다.Also, the
이후 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 범프(12)와 상기 패드(22)를 가압하며 접합하는 접합단계가 수행된다.Then, as shown in FIG. 3, a bonding step of pressing and bonding the
본 과정에서는 스테이지에 안착된 기판(20)과 칩(10)의 위치를 일치시킨 뒤, 칩(10)을 하향시켜 상기 범프(12)와 상기 패드(22)가 상기 접착제(30)에 의해 접합되도록 한다.The
본 과정에서 상기 범프(12)와 상기 패드(22)의 가압에 의해 상기 접착제(30)는 측 방향으로 퍼지게 되어 상기 범프(12) 및 상기 패드(22)를 전체적으로 감싸게 된다.The
다음으로, 상기 접착제를 경화시키는 경화단계가 수행되며, 본 단계에 의한 경화 과정은 도 4와 같이 진행될 수 있다.Next, a curing step for curing the adhesive is performed, and the curing process by this step may proceed as shown in FIG.
전술한 바와 같이, 상기 혐기성경화제는 대기 중 산소에 의해 경화 반응이 억제되는 특성이 있으며, 대기와 차단되면 경화가 서서히 진행된다. 이와 같은 특성에 따라 상기 혐기성경화제는 대기에 노출된 외측의 경화가 억제되며, 대기와 차단된 내측으로부터 경화가 시작될 수 있다.As described above, the anaerobic curing agent has a characteristic that the curing reaction is inhibited by oxygen in the atmosphere, and when curing is interrupted by the atmosphere, the curing progresses slowly. According to such characteristics, the anaerobic curing agent is inhibited from external curing which is exposed to the atmosphere, and curing can be started from the inside blocked from the atmosphere.
즉 도 4에 도시된 바와 같이 접착제(30)는 내부에서부터 경화가 시작되며, 이에 따라 접착제(30) 내에 포함된 보이드(V)는 경화의 진행에 따라 외측으로 밀려나게 된다.That is, as shown in FIG. 4, the adhesive 30 starts to harden from the inside, so that the voids V contained in the
그리고 경화가 가장자리까지 거의 진행된 상태에서, 상기 보이드(V)는 접착제(30)의 측부를 통해 외측으로 배출된다. 또한 미처 배출되지 못한 보이드(V)가 존재한다고 하더라도, 경화 과정에서 크기가 최소화될 수 있다.Then, the voids V are discharged to the outside through the side of the adhesive 30, with the hardening almost proceeding to the edge. Also, even if voids (V) that are not discharged are present, the size can be minimized during the curing process.
즉 본 발명은 칩(10)과 기판(20)의 접합 과정에서 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 사용하므로, 경화 과정에서 보이드가 외부로 배출되거나 크기가 최소화되어 불량률을 크게 감소시키고, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.That is, since the adhesive containing the anaerobic curing agent is used in the process of bonding the
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 플립 칩 접합방법에 있어서, 칩(10)의 범프(12)와 기판(20)의 패드(22)의 모습을 나타낸 도면이다.5 and 6 are views showing the
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 경우 범프(12)와 패드(22)의 형태가 전술한 제1실시예와 다르게 형성된다.5 and 6, in the second embodiment of the present invention, the shapes of the
구체적으로 본 실시예의 경우 상기 범프(12) 및 상기 패드(22) 중 적어도 어느 하나는, 중앙부의 높이(d2, d4)가 외곽부의 높이(d1, d3)보다 높게 형성되는 특징을 가진다.Specifically, in the present embodiment, at least one of the
이에 따라 도 6과 같이 상기 범프(12)와 상기 패드(22)가 접착제(30)에 의해 접합된 상태에서, 상기 범프(12) 중앙부와 상기 패드(22) 중앙부 사이의 이격거리(d6)는 상기 범프(12) 외곽부와 상기 패드(22) 외곽부 사이의 이격거리(d5)보다 짧게 형성될 것이다.This also in steps 6 of the
결과적으로 본 실시예의 경우 상기 범프(12) 중앙부와 상기 패드(22) 중앙부 사이에서 접착제의 부피가 최소화되므로, 상기 접착제(30)의 내부에서부터의 경화가 보다 신속하게 진행될 수 있다.As a result, in the present embodiment, since the volume of the adhesive is minimized between the central portion of the
또한 경화 영역이 빠른 속도로 외곽부로 진행하게 되므로, 보이드(V) 역시 보다 원활하게 외부로 배출된다.In addition, since the hardening region proceeds at a high speed to the outer frame portion, the voids V are discharged more smoothly to the outside.
한편 본 실시예의 경우 상기 범프(12) 및 상기 패드(22)는 모두 중앙부의 높이(d2, d4)가 외곽부의 높이(d1, d3)보다 높게 형성되는 것으로 하였으나, 이와 달리 어느 하나만이 중앙부의 높이(d2, d4)가 외곽부의 높이(d1, d3)보다 높게 형성될 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the present invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
10: 칩 12: 범프
20: 기판 22: 패드
30: 접착제 V: 보이드10: chip 12: bump
20: substrate 22: pad
30: Adhesive V: Void
Claims (4)
기판에 상기 범프와 접촉되는 패드를 형성하는 패드형성단계;
상기 범프 및 상기 패드 중 적어도 어느 하나에 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 도포하는 도포단계;
상기 범프와 상기 패드를 가압하며 접합하는 접합단계; 및
상기 혐기성경화제를 포함하는 접착제가 내부에서부터 경화되며, 내부의 보이드가 외측으로 배출되거나 축소되는 경화단계;
를 포함하고,
상기 범프 또는 상기 패드 중 적어도 어느 하나는,
중앙부의 높이가 외곽부의 높이보다 높게 형성되어 상기 접착제의 내부에서부터의 경화가 보다 신속하게 진행되는
혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법.A bump forming step of forming a bump on the chip;
A pad forming step of forming a pad in contact with the bump on the substrate;
An applying step of applying an adhesive containing an anaerobic curing agent to at least one of the bump and the pad;
A bonding step of pressing and bonding the bump and the pad; And
A curing step in which the adhesive containing the anaerobic curing agent is cured from the inside and voids inside are discharged or shrunk outward;
Lt; / RTI >
Wherein at least one of the bump and the pad comprises:
The height of the center portion is formed to be higher than the height of the outer frame portion so that the hardening from the inside of the adhesive proceeds more quickly
Flip chip bonding method using anaerobic curing agent.
상기 경화단계는,
상기 혐기성경화제를 포함하는 접착제를 대기와 차단시킨 상태에서 이루어지도록 하는 혐기성경화제를 이용한 플립 칩 접합방법.The method according to claim 1,
Wherein the curing step comprises:
And the adhesive containing the anaerobic curing agent is shut off from the atmosphere.
상기 범프에 대응되는 패드가 형성된 기판; 및
상기 범프 및 상기 패드 사이에 구비되어 상기 칩과 상기 기판을 상호 접착시키며, 혐기성경화제를 포함하는 접착제;
를 포함하고,
상기 범프 및 상기 패드 중 적어도 어느 하나는,
중앙부의 높이가 외곽부의 높이보다 높게 형성되어 상기 접착제의 내부에서부터의 경화가 보다 신속하게 진행되는
혐기성경화제를 포함하는 플립 칩 패키지.
A bumped chip;
A substrate on which a pad corresponding to the bump is formed; And
An adhesive provided between the bump and the pad to adhere the chip and the substrate to each other, the adhesive comprising an anaerobic curing agent;
Lt; / RTI >
Wherein at least one of the bump and the pad comprises:
The height of the center portion is formed to be higher than the height of the outer frame portion so that the hardening from the inside of the adhesive proceeds more quickly
A flip chip package comprising an anaerobic curing agent.
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KR1020160142867A KR101827359B1 (en) | 2016-10-31 | 2016-10-31 | Joining Method of Flip Chip Using Anaerobic Hardener and Flip Chip Package Manufactured by the Same |
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KR100389743B1 (en) * | 1994-01-27 | 2003-10-04 | 록타이트(아일랜드) 리미티드 | Compositions and Methods for Providing Anisotropic Conductive Paths and Bonds Between Two Sets of Conductors |
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2016
- 2016-10-31 KR KR1020160142867A patent/KR101827359B1/en active IP Right Grant
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |