B²it 플래시 메모리 카드용 기판의 Ag 범프/Cu 랜드 접합 계면반응

Interfacial Reaction of Ag Bump/Cu Land Interface for B²it Flash Memory Card Substrate

본 연구는 고밀도 미세회로 형성 및 원가절감에 유리한 페이스트의 인쇄/건조, 프리프레그 관통 및 적층 공법을 이용한 B²it 공법을 이용하여 FMC 기판을 제조한 후 열적 스트레스에 대한 범프의 계면반응 연구를 수행하였다. 열 적 스트레스에 대한 Ag 범프의 접합 신뢰성을 조사하기 위해 열충격시험, 열응력시험을 수행한 후 전기적 특성 및 단면분석을 통해 균열발생 여부를 조사하였다. 또한 Ag 범프와Cu 랜드의 접합계면에 대한 계면반응 특성을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM), 에너지분산스펙트럼(EDS) 및 FIB분석을 수행하여 계면에서 발생되는 확산반응을 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 열적 스트레스에 대한 Ag 페이스트 범프/Cu 랜드 접합계면에서 계면반응에 의해 형성된 Ag-Cu 합금층을 확인할 수 있었다. 이러한 합금층은 Cu → Ag 보다, Ag → Cu 로의 확산속도가 빠르기 때문에, Cu층에서의 (Ag, Cu) 합금층이 보다 많이 관찰되었으며, 합금층이 Ag범프의 계면 접합력 향상에 기여하는 것을 알 수 있었다.

After flash memory card(FMC) was manufactured by B²it process, interfacial reaction of silver bump with thermal stress was studied. To investigate bonding reliability of Ag bump, thermal shock and thermal stress tests were conducted and then examined on the crack between Cu land and Ag bump interface. Diffusion reaction of Ag bump/Cu land interface was analyzed using SEM, EDS and FIB. The Ag-Cu alloy layer due to the interfacial reaction was formed at the Ag/Cu interface. As the diffusivity of Ag → Cu is faster than Cu → Ag, a lot of (Cu, Ag) alloy layers were observed at the Cu layer than Ag. These alloy layers contributed to increase the Cu-Ag bonding strength and its reliability.