고집적 플립 칩용 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응

Interfacial Reaction between Ultra-Small 58Bi-42Sn Solder Bump and Au/Ni/Ti UBM for Ultra-Fine Flip Chip Application

고집적 플립 칩 기술을 위한 50μm 직경의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프와 Au/Ni/Ti UBM의 계면 반응에 따른 금속간 화합물을 분석하였다. 증발증착법과 lift-off 방법으로 극미세 Bi-Sn 솔더 범프를 형성하고 급속열처리 장비를 이용하여 리플로 공정을 실시하였다. 리플로 공정에서의 냉각속도를 변화시키면서 제작한 솔더 범프의 표면과 단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다 Au(0.1μm)/Ni/Ti UBM 위의 극미세 58Bi-42Sn 솔더 범프의 표면과 내부에서 facet 특성을 갖는 다각형의 금속간 화합물들이 다수 관찰되었다. 주사전자현미경의 EDS 분석과 X-선 회절분석으로 확인한 결과 이 금속간 화합물은 (AuₓBi_{y}Ni_{1-x-y})Sn₂상임을 확인하였다.

The interfacial reaction between ultra-small 58Bi-42Sn solder and Au/Ni/Ti under bump metallurgy (UBM) for ultra-fine flip chip application was investigated. The ultra-small 58Bi-42Sn solder bump, about 46μm in diameter, was fabricated by using the lift-off method and reflowed using the rapid thermal annealing (RTA) system. The intermetallic compounds were characterized using a secondary electron microscopy (SEM), an energy dispersive spectroscopy (EDS), and an x-ray diffractometer (XRD). The faceted and polygonal intermetallic compounds were found in the Bi-Sn solder bumps on Au(0.1μm)/Ni/Ti UBM and they were indentified as (AuₓBi_{y}Ni_{1-x-y})Sn₂ Phase. The intermetallic compounds grown from the Au(0.1μm)/Ni/Ti UBMinterface were dispersed in the solder bump.