KR100229581B1 - 전기 전도 성페이스트재료 및 응용 - Google Patents

전기 전도 성페이스트재료 및 응용 Download PDF

Info

Publication number
KR100229581B1
KR100229581B1 KR1019950036103A KR19950036103A KR100229581B1 KR 100229581 B1 KR100229581 B1 KR 100229581B1 KR 1019950036103 A KR1019950036103 A KR 1019950036103A KR 19950036103 A KR19950036103 A KR 19950036103A KR 100229581 B1 KR100229581 B1 KR 100229581B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrically conductive
particles
paste
group
coating
Prior art date
Application number
KR1019950036103A
Other languages
English (en)
Other versions
KR960016651A (ko
Inventor
성케이.강
테레시타오.그래햄
샘패쓰푸루쇼타만
주디쓰마리에롤단
래비에프.사라프
Original Assignee
포만 제프리 엘
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포만 제프리 엘, 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 포만 제프리 엘
Publication of KR960016651A publication Critical patent/KR960016651A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100229581B1 publication Critical patent/KR100229581B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49883—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials the conductive materials containing organic materials or pastes, e.g. for thick films
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13199—Material of the matrix
    • H01L2224/1329—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/13001—Core members of the bump connector
    • H01L2224/13099—Material
    • H01L2224/13198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/13298—Fillers
    • H01L2224/13299—Base material
    • H01L2224/133—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/13338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/13347—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29111—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29347—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29399—Coating material
    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29401—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29409—Indium [In] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29399—Coating material
    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29401—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29411—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29399—Coating material
    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29401—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29413—Bismuth [Bi] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29499—Shape or distribution of the fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/8119—Arrangement of the bump connectors prior to mounting
    • H01L2224/81192—Arrangement of the bump connectors prior to mounting wherein the bump connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83101—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83886—Involving a self-assembly process, e.g. self-agglomeration of a material dispersed in a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01011—Sodium [Na]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01015—Phosphorus [P]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01024—Chromium [Cr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0103—Zinc [Zn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01038—Strontium [Sr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01046—Palladium [Pd]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01051—Antimony [Sb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01075—Rhenium [Re]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01087—Francium [Fr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/0665—Epoxy resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781—Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781—Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811—Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/14—Integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/1579—Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0104—Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0129—Thermoplastic polymer, e.g. auto-adhesive layer; Shaping of thermoplastic polymer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0206—Materials
    • H05K2201/0218—Composite particles, i.e. first metal coated with second metal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10689—Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10719—Land grid array [LGA]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/0425—Solder powder or solder coated metal powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 구조물 및 가공 방법을 기재한다. 구조물은 고분자 재료 및 전기 전도성 코팅(예 : Sn)을 갖는 입자(예 : Cu)의 조합이다. 인접한 입자들의 코팅을 융합시키기 위해서 열을 가한다. 고분자 재료는 열가소성이다. 구조물을 두 개의 전기 전도성 표면, 예를 들면 칩 및 기판 패드 사이에 위치시켜서 두 패드 사이에 전기적 상호 접속 및 접착을 제공한다.

Description

전기 전도성 페이스트 재료 및 응용
제1도는 에폭시 수지의 매트릭스 중에 충전제로서 은 플레이크 입자들을 함유하는 전기 전도성 페이스트의 개략도. 이 전도성 페이스트는 전기 전도도에 있어서 등방성으로 분류된다(종래 기술).
제2a도는 제2b도에 도시된 바와 같이 접착제 필름이 두 개의 접촉 또는 결합패드 사이에 압축되었을 때 단지 한 방향으로만 전기 전도성을 갖게 되는 전기 전도성 접착제의 개략도. 이 전도성 접착에 (또는 필름)은 이방성으로 분류된다(종래 기술).
제3도는 본 발명에 따른 페이스트의 개략도.
제4도는 열가소성 고분자 수지의 매트릭스 중에 충전된 입자들을 포함하는 본 발명에 따른 전기 전도성 페이스트 재료의 개략도. 입자들은 저융점, 비독성 금속으로 도포되고, 이 금속은 융합되어 인접한 입자들 사이 및, 그리고 이 입자들과 페이스트를 사용하여 접합되는 접촉면들 사이에 금속 결함(metallurgical bonding)을 달성한다.
제5도는 본 발명에 따른 전기 전도성 페이스트에 의해 회로 기판에 접속된 표면 장착 집적 회로 패키지의 개략 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 전기 전도성 페이스트를 사용하여 전기 전도성 고밀도 인쇄 회로 기판에 직접 부착시킨 집적 회로칩의 개략 단면도.
제7도는 실리콘 웨이퍼 상의 C4 범프 구조에 일치시킨 전도성 페이스트 구조를 갖는 다층 세라믹 기판의 개략 단면도. 다층 세라믹 기판은 웨이퍼-스케일 번-인(burn-in) 및 칩 시험을 위한 비히클로서 사용된다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
2 : 은 입자 충전 에폭시 4 : 은 입자
6 : 에폭시 메트릭스 8 : 구성 요소
10 : 기판 12 : 이방성 전도성 접착제 또는 필름
14, 16 : 전도성 패드 18 : 전도성 입자
20 : 고분자 접착 패드 30 : 전도성 재료
32 : 입자 34 : 전도성 코팅
36 : 고분자 매트릭스 40, 42 : 접촉 표면
44 : 결함 46 : 금속 결합
50 : PCB 52 : 패드
54 : 코팅 56 : 페이스트
58 : Sn 60 : 리드 프레임, IC칩, 칩 패드
62 : 패키지, 회로 카드 64, 70 : 페이스트 재료
72 : 기판 74 : 기판 패드 풋프린트
76 : 웨이퍼 패드 풋프린트 78 : 땜납 마운드
80 : 핀 그리드 어레이
본 발명은 전기 전도성 부재들 사이에 전기 전도성 접속부를 형성하기 위한 신규한 상호 접속 재료 및 이러한 전기 전도성 접속부의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 납(Pb) 함유 땜납 접속 기술 대신에 사용할 수 있는 환경적으로 안전한 재료 및 방법에 관한 것이다.
전자 소자에 사용되는 대부분의 전기 전도체들은 구리, 알루미늄, 금, 은, 납/주석(땜납), 몰리브덴 등과 같은 금속으로 되어 있다. 납/주석 합금을 사용하는 땜납 접속 기술은 플립-칩(flip-chip) 접속 (또는 C4), 볼-그리드-어레이(ball-grid-array)(BGA)의 땜납-볼 접속, 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(PCB)에의 IC 패키지 어셈블리와 같은 여러 가지 레벨의 전자 패키지에 있어서 중요한 역할을 한다. 전자 패키지에서 생성된 땜납 접합부(joint)는 전기적 상호 접속부 뿐만 아니라 기계적/물리적 접속부로서 중요하게 작용한다. 이 기능들 중 어느 하나라도 이루어지지 못하면, 땜납 접합부는 실패한 것으로 간주되고, 이는 종종 전자 시스템 전체의 정지(shut-down)를 일으킬 수 있다.
플립-칩 접속은 멀티칩 모듈과 같은 고성능 패키지 분야에서 현재 사용되고 있는 것 중 가장 효과적인 칩 상호 접속 방법이며, 납(Pb)이 풍부한 땜납 범프(bump)로 고성능 칩을 세라믹 기판에 직접 접속시킨다.
볼-그리드 어레이(BGA) 패키지에서의 땜납-볼 접속은 플립-칩 접속 방법의 연장으로, 큰 땜납 볼의 그리드 어레이를 사용하여 단일칩 또는 멀티칩 모듈들을 고분자 PCB에 접속시킨다. 현재 사용되는 땜납 볼은 이러한 모듈들을 보다 낮은 융점을 갖는 Pb-Sn 공정(eutectic) 땜납을 사용하여 PCB 기판에 부착시킬 때 비-용융 스탠드-오프(non-melting stand-off)로서 작용하기 위해서, Pb-10% Sn 또는 Pn-20% Sn과 같이 높은 주석 함량의 조성을 갖는다.
마이크로 전자 패키지를 인쇄 회로 기판에 조립할 때, Pb-Sn 합금 중에서 최저 용융점(183℃)을 갖는 63% Sn-37% Pb의 납-주석 공정 땜납이 가장 널리 사용된다. 이 분야에서는 대량 생산을 위해 두 가지 땜납 접속 기술, 즉 플레이트-쓰루-홀(plate-through-hole)(PTH) 및 표면 장착 기술(SMT) 납땜이 사용된다. 이 두 기술의 근본적인 차이는 PCB 디자인 및 그의 상호 접속 설계 상의 차이에 기인한다.
PTH 납땜에 있어서, 땜납 접합부는 PCB 위의 플레이트-쓰루-홀을 이용하여 만들어진다. 예를 들어 웨이브(wave) 납땜에서는, 용융된 땜납을 PTH의 영역에 직접 도포하고 모센관 힘에 의해 더욱 빨아들여 I/O 핀과 플레이트-쓰루 홀의 격벽 사이의 간격을 채운다.
SMT 납땜에 있어서, 마이크로 전자 패키지는 PCB의 표면에 직접 부착된다. SMT의 주요 이점은 패키지 밀도가 높다는 점이며, 이는 PCB 중의 대부분의 PTH들을 제거함으로써 뿐만 아니라 구성 요소들을 수용하기 위해서 PCB의 양 표면을 이용함으로써 실현된다. 추가로, SMT 패키지는 종래의 PTH 패키지에 비해 보다 작은 패키지 크기를 갖는다. 따라서 SMT는 전자 패키지의 크기를 감소시킴으로써 전체 시스템의 부피를 감소시키는데 상당히 기여한다.
SMT 납땜에서, 땜납 페이스트는 스크린 인쇄에 의해 PCB에 도포된다. 땜납 페이스트는 미세 땜납 분말, 플럭스(flux) 및 유기 비히클로 이루어진다. 재유동(reflow) 과정 중에, 땜납 입자들은 용융되고, 플럭스는 활성화되며, 용매 물질들은 증발되고, 용융된 땜납은 자발적으로 유착하여 결국 고화된다. 반면에, 웨이브 납땜 법에서는 PCB를 먼저 플럭스로 처리하고 그 위에 구성 요소들을 장착한다. 이어서, 이것을 용융된 땜납의 웨이브 위로 이동시킨다. 이 납땜법은 일반적으로 땜납 접합부를 세척 단계에서 처리하여 잔류 플럭스 재료들을 제거시킴으로써 완결된다. 환경 문제로 인해, CFC 및 다른 유해 세정제는 사용하지 않으며 수용성 또는 노-클린 플럭스 (no-clean flux) 재료로 대체한다.
최근의 마이크로 전자 소자의 발전으로 인하여 전자 패키지와 인쇄 회로 기판 사이에 매우 미세한 피치 접속(수백 ㎛ 정도의 피치)가 요구되고 있다. SMT에 사용되는 현재의 땜납 페이스트 기술은 브리징(bridginf) 또는 땜납 볼링과 같은 납땜결합으로 인해 상기와 같은 매우 미세한 피치 상호 접속을 다룰 수 없다. Pb-Sn 공정 땜납의 사용에 대한 또다른 기술적 제한은 그의 재유동 온도가 약 215℃ 정도로 높다는 점이다. 이 온도는 대부분의 고분자 인쇄 회로 기판 재료에 사용되는 에폭시 수지의 유리 전이 온도 보다 더 높은 것이다. 이 재유동 온도에 열적으로 노출되면 납땜후 인쇄 회로 기판에, 특히 구조적 보강이 전혀 없는 PCB 표면에 대해 수직 방향으로 상당한 열응력이 생성된다. 따라서, 조립된 PCB의 잔류 열응역은 전자 시스템의 신뢰도에 악영향을 미칠 것이다.
납(Pb) 함유 땜납의 사용에 대한 보다 심각한 문제는 본 발명자들이 다른 산업에서 가솔린, 페인트 및 가정용 배관 공사용 땜납으로부터 납을 제거시킬 때 이미 경험한 바 있는 환경 문제이다.
전자 산업에 있어서, Pb 함유 땜납 재료를 대체할 수 있는 것으로서 두 가지 다른 군의 재료들, 즉 Pb가 없는 땜납 합금 및 전기 전도성 페이스트(ECP)가 현재 연구 중에 있다. 본 발명은 전기 전도성 페이스트 재료의 개발 및 응용에 대해 논의한다. 전기 전도성 페이스트 (또는 접착제)는 고분자 재료의 매트릭스에 충전된 전기 전도성 충전 입자들로 만들어진다. 제1도에 개략적으로 도시된 은 입자 충전 에폭시(2)는 가장 통상적인 전기 전도성 페이스트의 예이다. 일반적으로 플레이크(flake) 형상을 갖는 은 입자(4)는 퍼콜레이션(percolation) 기작에 의해 전기 전도성을 제공하는 반면, 에폭시 매트릭스(6)은 구성 요소(8) 및 기판(10) 사이에 접착성 결합을 제공한다. 이 은 충전 에폭시 재료는 전자 응용 분야에서 다이-결합재로서 오랫동안 사용되어 왔으며, 여기서는 그의 전기 전도성 보다는 오히려 양호한 열 전도성이 이용되었다. 그러나, 이 재료는 높은 전기 전도성 및 미세 피치 접속을 필요로 하는 분야에서는 사용되고 있지 않다. 은 충전 에폭시 재료는 낮은 전기 전도도, 열노출 중의 접촉 저항의 증가, 낮은 접합 강도, 은 이동(migration), 재가공의 난점 등과 같은 여러 가지 제한점을 갖는다. 이 은 충전 에폭시 재료는 모든 방향에서 전기 전도성이므로, 전기 전도에 있어서 "등방성"으로 분류된다.
단지 한 방향으로만 전기 전도를 제공하는 또다른 종류의 전기 전도성 접착제(또는 필름)이 있다. 이러한 종류의 재료는 제2도에 개략적으로 도시된 바와 같이 고분자 접착 재료(20) 중에 전기 전도성 입자(18)을 함유하는 "이방성"의 전도성 접착제 또는 필름(12)라 일컬어진다. 이방성의 전도성 접착에 또는 필름(12)는 제2b도에 도시된 바와 같이 두 개의 전도성 패드(14) 및 (16) 사이에 압축되었을 때에만 전도성을 갖게 된다. 이 방법은 통상적으로 열과 압력을 필요로 한다. 이방성의 전도성 필름의 주요 응용 분야는 액정 디스플레이 패널을 그의 전자 인쇄 회로 기판에 접합시키는 것이다. 전도성 입자는 일반적으로 땜납 볼, 또는 니켈 및 금으로 도포된 플라스틱 볼과 같이 변형될 수 있다. 결합제 또는 접착제 재료는 대부분 열 경화성 수지이다.
본 발명의 목적은 환경적으로 안전하고 비용이 저렴한 전기 전도성 페이스트 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 통상의 은-충전 에폭시 보다 더욱 높은 전기 전도도를 갖는 전기 전도성 페이스트 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 통상의 은-충전 에폭시 보다 더 큰 접합 강도를 갖는 전기 전도성 페이스트 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 특히 온도/습도/전압의 인가 하에서 은 이동에 대해, 통상의 은-충전 에폭시 보다 더욱 신뢰성있는 접합물을 제송하는 전기 전도성 페이스트 재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 광범위한 측면은 복수개의 입자들로부터 형성되는 전기 전도성 재료로서, 상기 입자들은 각각 전기 전도성 코팅을 가지며, 이 코팅은 인접한 입자 위의 전기 전도성 코팅에 융합되어 입자들의 망상 구조를 형성한다.
본 발명의 다른 광범위한 측면은 전기 전도성 재료의 코팅을 갖는 입자 및 고분자 재료를 함유하는 페이스트이다.
본 발명의 또다른 광범위한 측면은 전기 전도성 코팅을 갖는 입자와 고분자 재료의 페이스트를 형성함으로써 두 표면 사이에 전기 전도성 접합을 형성하는 방법이며, 여기서 페이스트는 접착식으로 그리고 전기적으로 접합시키고자 하는 두 표면 사이에 배치된다. 열이 가해지면 전기 전도성 입자들이 서로 융합되고, 이들이 접촉 패드에 금속 결합되며, 고분자 재료가 경화된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 제1도 내지 제7도를 참도로 하여 다음의 본 발명의 상세한 설명에 의해 명백해질 것이다.
특정한 일 실시 태양에 있어서, 본 발명자들은 주석-도포된 구리 분말, 폴리이미드-실록산, 용매 (N-메틸피롤리디온 또는 NMP), 카르복실산/계면 활성제로 이루어지는 신규한 전기 전도성 페이스트 재료를 개시한다. 접합 작업은 Sn의 융점인 230℃에 근접한 온도에서 수행할 수 있고, 이 때 Sn 대 Sn 또는 Sn 대 Au의 금속 결합이 입자 대 입자 뿐만 아니라 입자 대 기판 패드 계면에서 이루어진다. 접합 과정은 고체 상태 또는 액체-고체 반응일 수 있다. 페이스트 배합(formulation)에 따라서 고분자 경화 과정을 접합 과정과 함께 수행할 수 있다. 금속 결합으로 인해 신규한 페이스트 재료로 만들어진 접합부는 은-에폭시 재료로 만들어진 접합부 보다 더 높은 전기 전도도를 가질 것으로 예상된다. 금속 결합은 또한 신규한 접합부의 열노출 및 사이클링시에 안정한 전기 전도도를 제공한다. 또한, 금속 결합 및 접착 결합의 효과가 합해져서 보다 높은 접합 강도를 가질 것으로 기대된다. 응용 분야에 따라서, 주석-도포된 분말의 입자 크기, 고분자 매트릭스의 조성 및 충전 재료의 부피 분율을 조절할 수 있다. 본 발명의 전도성 페이스트는 주로 금속 결합에 기초를 두고 있으므로, 허용되는 전도도 수준을 달성하기 위해서 필요한 충전 재료의 임계 부피 분율은 통상의 Ag-에폭시 페이스트 보다 훨씬 작다.
다른 실시 태양에 있어서, 본 발명자들은 재생가능한 자원 또는 생물질-기재 재료로부터 제조된 고분자 수지를 목적하는 열적 및 유동학적 특성을 달성하기 위해 적당히 관능화(functionalization)시킨 후 사용하는 것을 제안한다. 예를 들면, 글리세(W. G. Glasser) 및 워드(T.C. Ward)의 NSF Grant # BCS 85-12636에 관한 최종 보고서 참조. 리그닌(종이 제조시의 부산물), 셀룰로오즈, 동유(wood oil) 또는 작황유는 이러한 목적을 위한 잠재적인 후보 재료들이다. 이 재료들은 천연 및 재생가능한 자원으로부터 얻어진 것이고, 전자 어셈블리의 유효 수명이 다한 후 보다 쉽게 폐기될 수 있으므로 이들의 사용은 환경적으로 바람직하다. 이것은 Cu-Sn 분말을 사용함으로써 납(Pb) 함유 땜납의 사용을 배제하고, 생성된 페이스트 배합물은 비독성이고 쉽게 폐기되기 때문에 특히 바람직하다.
제3도는 전도성 충전 재료로서 전기 전도성 코팅(34)를 갖는 입자(32) 및 고분자 매트릭스(36)으로 이루어지는 본 발명에 따른 신규한 전기 전도성 페이스트(ECP) 재료(30)을 나타낸 것이다. 입자(32)는 바람직하게는 Cu 입자이다. 코팅(34)은 바람직하게는 주석, 인듐, 및 비스무트, 안티몬 또는 이들의 조합이다. 고분자 매트릭스는 바람직하게는 열가소성, 가장 바람직하게는 폴리이미드 실록산이다. 이하, 본 발명을 바람직한 실시 태양을 들어 기술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구리 분말 위에 주석을 도금기키는 제1단계는 묽은 황산 중에서 미세 구리 분말을 세척하는 것이다. 사용된 구리 분말은 직경 2 내지 8㎛의 크기 분포를 갖는 구형이며, 뉴저지주 사우쓰 플레인필드 소재의 데구사 코포레이션(Degussa Corporation) 제품이다. 주석 도금은 침지 주석 도금액인 TINPOSIT LT-34 [메사추세츠주 뉴튼 소재의 쉬플리(Shipley) 제품] 중에서 세척된 구리 분말 위에 수행된다. 5 내지 7㎛의 Cu 분말 위의 주석의 최적 두께는 0.3 내지 0.5㎛이다. 세척 후, 주석-도금된 구리 분말을 노-클린 플럭스인 FLUX305 [일리노이주 애디슨 소재 퀄리텍 인터내셔널, 인크(Qualitek International, Inc.) 제품]와 함께 즉시 혼합한다. 이것은 주석-도금된 구리 분말이 전도성 페이스트로 처리될 때까지 산화되는 것을 방지해 준다. 주석-도금된 구리 분말을 폴리이미드 실록산, NMP 용매, 부티르산 및 에틸렌 글리콜과 혼합하여 전도성 페이스트를 제조한다. 고분자 메트릭스에 대한 충전 분말의 상대량은 용도에 따라 30 내지 90 중량%로 가변적이다. 일반적으로, 등방성 전도에 대해서는 보다 높은 중량%의 충전제가 필요한 반면, 이방성 용도에서는 보다 낮은 중량%의 충전제가 필요하다. 성분들의 균일한 분산을 보장하기 위해서는 혼합물을 3-롤 전단밀 중에서 처리한다. 또한, 페이스트 중의 충전 분말의 부피 분율을 조절함으로써 점도를 조절한다. 충전제의 중량비가 낮을 때, 예들 들어 30 중량%일 때, 페이스트의 점도를 조절하기 위해서 페이스트를 소정의 풋(foot) 프린트 상에 분배시키기 전에 예를 들면 100℃에서 1 시간 동안 용매 건조 과정을 수행할 필요가 있다.
전기적 및 기계적 특성을 특성화하기 위해서, 두 개의 "L-형" 구리 쿠폰을 적층 시킴으로써 주석-도금된 구리로 충전된 전도성 페이스트로 만들어진 접합 샘플들을 제조하였다. 적층은 Sn의 융점보다 약간 높은 온도, 예를 들면 250℃에서 25 psi의 압력하에 수행하였다. 전도도 값을 비교하기 위해서, 통상의 Ag-에폭시 및 Sn/Pb 공정 땜납 페이스트 재료를 사용하여 동일한 방법으로 다른 접합 샘플로 제조하였다. 본 발명에 따른 페이스트로 만들어진 접합 샘플들은 가장 낮은 전기 저항값을 나타내었는데, 예를 들면 약 1.27 mm × 약 1.27 mm (약 0.050 인치 ×0.050 인치)의 접촉 면적에 대해서, Sn-도금된 Cu 페이스트의 경우에는 2.6 ×10-5ohm, Sn/Pb 땜납 페이스트의 경우에는 4.7×10-5ohm, 그리고 Ag-에폭시의 경우에는 7.3×10-5ohm을 나타내었다. 본 발명에 따른 페이스트의 저항은 심지어 Sn/Pb 땜납 페이스트의 저항 보다도 훨씬 더 낮다. 이것은 구리와 Sn/Pb 땜납의 벌크 전도도 차이에서 기인하는 것을 알 수 있다.
또한, 접합 강도를 측정해 보면 본 발명에 따른 페이스트를 사용하여 만든 접합부가 Ag-에폭시 페이스트로 만든 접합부 보다 더 높은 접합 강도를 갖는다는 것이 증명된다.
Sn-도금된 Cu 분말 및 폴리이미드-실록산 수지로 만든 ECP는 세라믹 기판에 C4 및 땜납 볼 접속(SBC)와 같은 고온 땜납 접합을 수행하기 위한 양호한 후보 재료이다. 그러나, 고분자 인쇄 회로 기판 분야에서 상기 ECP는 그의 재유동 온도(예컨대 250℃)가 고분자 수지, 예를 들면 FR-4의 유리 전이 온도 보다 훨씬 높기 때문에 부적합하다. 이러한 목적에 적합한 것은 인듐-도금된 Cu 분말을 폴리이미드-실론산 수지와 조합하여 만든 ECP이다. 인듐-도금된 Cu 분발 페이스트의 재유동 온도는 약 180℃이며, 이는 Pb/Sn 공정 땜납의 재유동 온도인 215℃보다 더 낮은 것이다. 제4도에 대해서, 페이스트를 표면(40) 및 (42) 사이에 배치시키고 재유동 온도로 가열시키면 입자(32)의 전도성 코팅(34)가 인접한 입자의 전도성 코팅(34)에 융합되어 그 사이에 결합(44)가 형성된다. 추가로, 금속 결합(46)이 접촉 표면(42)와 이 표면에 인접한 입자들 사이에 형성된다.
환경적 문제에 비추어, 관능화된 리그닌, 셀룰로오즈 및 동유 또는 작황유와 같은 재상가능한 계 또는 생물질-기재 계로부터 제조한 다른 고분자 수지를 사용할 수도 있다. 이 수지들은 생분해 가능하며 비-화석 연료 자원이고, 전자 어셈블리가 유효 수명이 다한 후 폐기될 때 쉽게 재생될 수 있다.
제5도는 본 발명에 따른 전도성 페이스트를 사용하여 PCB(50)에 부착시킨 IC 패키지를 개략적으로 도시한 것이다. 전도성 페이스트는 통상의 땜납 페이스트로 실시하는 바와 같이 PCB 위의 각각의 구리 결합 패드(52)에 스크린 인쇄된다. 패드(52)는 전형적으로 Sn 코팅(54)을 갖는다. 페이스트(56)은 SMT 플라스틱 패키지(62)를 PCB(50)에 전기적으로 상호 접속시키는 Sn(58) 도포된 리드 프래임(60) 사이에 위치한다. 미세-피치 SMT 어셈블리는 전형적으로 약 0.025" 이하의 패드 공간을 사용한다. 따라서, 주석-도포된 분말의 입자 크기는 5 내지 10㎛ 범위이어야 한다. 접합 작업은 120 내지 150℃의 온도에서 고분자 경화 처리에 의해 수행한다. 이 저온 처리는 납땜 과정에 비해 PCB에 훨씬 적은 양의 열 뒤틀림(distortion)을 유발할 것이다. 또한, 접합 과정은 외부의 플럭스가 없어서 플럭스 세척 단계를 필요로 하지 않는다.
제6도는 표면 적층 회로(SLC)와 같은 고밀도 회로 카드(62)에 부착된 IC 칩(60)을 나타내며, 여기서 본 발명에 따른 전도성 페이스트 재료(64)는 칩 패드(66)의 풋 프린트에 일치하는 2-차원 어레이로 분산된다. 칩 측면 위의 금속 접합은 바람직하게는 Cr/Cu/Au 이며, Au-대-Sn 결합이 이 계면에서 형성될 것으로 기대된다. 폴리이미드 실록산은 열 가소성 공중합체이므로, 이 접합은 용매로서 NMP의 존재하에 약 200℃로 가열함으로써 재생할 수 있다. C4 땜납 범프를 사용하여 칩을 직접 부착하는 경우, 땜납 접합부의 소정의 열 피로 저항을 얻기 위해서 캡슐화(encapsulation) 과정이 사용된다. 본 출원에 있어서, 고분자 매트릭스는 기판과 수성 요소들 사이의 열적 부조화 응력을 수용하는 가요성(flexible) 상으로서 작용한다. 또한, 필요한 경우 열 피로 저항을 더욱 향상시키기 위해서 페이스트 패드들 사이의 공간을 제2의 고분자로 캡슐화할 수 있다.
제7도는 C4 칩의 웨이퍼-스케일 번-인에 대한 응용을 나타낸다. 전도성 페이스트 재료(70)은 다층 세라믹 기판(72) 위에 위치하며, 기판(72)의 패드 풋프린트(74)는 실리콘 웨이퍼 패드 풋프린트(76)과 일치되고, 이 위에는 시험 및 번-인시키고자 하는 C4 땜납 마운드(78)이 배치된다. MLC 기판은 번-인 도중 칩에 에너지를 가하는데 필요한 상호 접속부 및 핀 그리드 어레이(80)을 통한 외부 I/O를 제공한다. 번-인 단계 전에 기판 위의 전도성 페이스트를 경화시키고 Sn-도포된 입자를 웨이퍼 위의 C4와 함께 결합시킨다. 번-인 작업은 전형적으로 150℃에서 6시간 동안 수행한다. 번-인 후, 기판은 웨이퍼로부터 분리하여 시험 중 C4 범프로부터 옮겨온 잔류 땜납을 에칭시키거나, 패드를 NMP에 용해시키고 페이스트를 재스크린닝하여 새로운 패드를 형성함으로써 재사용될 수 있다. 칩 C4 패드 자체는 페이스트와 땜납 사이의 금속 접촉 면적 및 압력이 제한되어 있기 때문에 모양 또는 조성이 변하지 않을 것이다. 따라서, 양호한 칩을 적합한 용매(예 : NMP) 중에서 세척할 수 있고, 아무런 문제없이 또는 재유동 단계를 추가하지 않고 통상의 방법에 의하여 이들을 기판 위에 조립할 수 있어야 한다.
인쇄 회로 기판에의 표면 장착 패키지 어셈블리, 미세-피치 카드에의 직접 칩 부착, 및 플립 칩의 웨이퍼-스케일 번-인 분야에 사용되는 본 발명에 따른 신규한 전기 전도성 페이스크 재료의 예로는 다음과 같은 여러 가지 형태의 배합물들이 있다.
- Sn, In, Bi, Sb 및 이들의 합금과 같은 저융점, 비독성 금속의 박층으로 도포되고, 노-클린 또는 수용성 플럭스와 같이 환경적으로 안전한 플럭스와 혼합된 구리 분말.
- 폴리이미드 실록산, NMP 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스와 혼합된 주석-도포된 구리 분말.
- 재생가능한 또는 생물질-기재의 고분자 수지, 적당한 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스와 혼합된 주석-도포된 구리 분말.
- 폴리이미드 실록산, NMP 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스와 혼합된 인듐-도포된 구리 분말.
- 재생가능한 또는 생물질-기재의 고분자 수지, 적당한 용미 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스와 혼합된 인듐-도포된 구리 분말.
- 인듐-도포된 구리 분말 30 내지 90 중량%, 폴리이미드 실록산, NMP 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스를 포함하는 표면 장착 분야를 위한 최적화된 배합물.
- 인듐-도포된 구리 분말 30 내지 90 중량%, 폴리이미드 실록산, NMP 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스를 포함하는 직접 칩 부착 분야를 위한 최적화된 배합물.
- 인듐-도포된 구리 분말 30 내지 90 중량%, 폴리이미드 실록산, NMP 용매 및 부티르산 및 에틸렌 글리콜 또는 노-클린 플럭스를 포함하는 번-인 분야를 위한 최적화된 배합물.
본 발명에 따른 전도성 페이스트는 통상의 인쇄 회로 기판에 있어서 애디티브 또는 서브트랙티브 Cu 기술(additive or subtractive Cu technology)를 대체함으로써 전도 라인(line), 접지 평면(ground plane) 및 비아 충전물(via fill)로서 사용될 수 있다. 이것은 처리 단계들 및 화학 약품들의 사용을 배제하므로 비용이 감소되고 인쇄 회로 기판 제조에 관련된 환경적 문제를 감소시킬 것이다.
본 발명을 바람직한 실시 태양을 들어 설명하였으나, 당업자들은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 변형, 변화 및 개선을 이룰 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 각각 Sn, Zn, In, Bi 및 Sb로 이루어진 군에서 선택된 전기 전도성 코팅을 갖는, Cu, Au, Ag, Al, Pd, Pt로 이루어진 군에서 선택된 재료로 형성된 복수개로 이루어지며, 이 입자들 중 적어도 일부는 다른 상기 입자들과 상기 전기 전도성 코팅을 통해 융합되며, 상기 복수개의 입자들이 폴리이미드, 실록산, 폴리이미드실록산 및 리그닌, 셀룰로오즈, 동유 및 작황유로부터 유도된 생물질-기재 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택된 고분자 재료 내에 매립된 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입자들이 상기 구조물의 약 30 중량% 내지 약 90 중량%인 구조물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전기 전도성 코팅이 상기 입자의 융점 보다 낮은 융점 온도를 갖는 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2전기 전도성 표면을 추가로 포함하며 그 사이에 상기 구조물이 배치되어 상기 제1 및 제2전기 전도성 표면 사이에 상호 접속을 제공하는 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고분자 재료가 경화되지 않은 열가소성 접착제인 구조물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고분자 재료가 경화된 열가소성 접착제인 구조물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1전기 전도성 표면이 제1전자 소자 접촉 위치이고, 상기 제2전기 전도성 표면이 제2전자 소자 접촉 위치인 구조물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 구조물이 전자 소자인 구조물.
  9. 입자와 입자 사이에 공간을 갖고 상호 접속된 입자들의 망상 구조를 이루고; 상기 입자들은 각각 그 위에 융합가능한 재료의 코팅을 갖고; 상기 망상 구조 중의 인접한 입자들은 상기 융합가능한 재료를 통해서 함께 접착되는 구조물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 공간이 고분자 재료를 함유하는 구조물.
  11. 고분자 재료 내에 매립된, 표면에 전기 전도성 코팅을 갖는 입자들의 페이스트를 제공하고, 상기 페이스트를 제1 및 제2전기 전도성 표면 사이에 배치시키고, 상기 페이스트를, 상기 코팅을 인접한 입자 위에 융합시키기에 충분한 제1온도로 가열하여 입자들 사이에 공간을 작는 상호 접속된 입자들의 망상 구조를 형성하고, 상기 제1전기 전도성 표면을 제2전기 전도성 표면에 압축시키고, 상기 페이스트를 상기 공간에서 상기 고분자를 경화시키기에 충분한 제2온도로 가열하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 코팅이 Sn, Zn, In, Bi, Pb 및 Sb로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 입자들이 Cu, Ni, Au, Ag, Al, Pd 및 Pt로 이루어진 군에서 선택된 재료로 형성되는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 고분자 재료가 폴리이미드, 실록산, 폴리이미드 실록산, 및 리그닌, 셀룰로오즈, 동유 및 작황유로부터 유도된 생물질-기재 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택되는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1전기 전도성 표면이 칩 패드이고 상기 제2전기 전도성 표면이 기판 위이며, 가열 및 전력을 인가하여 상기 칩을 번-인(burn-in)시키는 단계; 및 상기 칩을 상기 기판으로부터 분리시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 열가소성 고분자 전구체 및 용매에 함유되어 있는, Sn 및 In으로 이루어진 군에서 선택된 코팅을 갖는 구리 입자를 포함하는 구조물.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제1온도 및 상기 제2온도가 약 150℃ 내지 약 250℃ 인 방법
  18. 각각 Sn, Zn, Pb, Bi 및 Sb로 이루어진 군에서 선택된 전기 전도성 코팅을 가지며, Cu, Au, Ag, Al, Pd, Pt로 이루어진 군에서 선택된 재료로 형성되고, 폴리이미드, 실록산, 폴리이미드실록산 및 리그닌, 셀룰로오즈, 동유 및 작황유로부터 유도된 생물질-기재 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택된 고분자 재료 내에 매립된 복수개의 입자들의 페이스트를 제공하며, 상기 페이스트를 제1 및 제2전기 전도성 표면 사이에 배치시키고, 상기 페이스트를, 상기 코팅을 인접한 입자 위에 융합시키기에 충분한 제1온도로 가열하여 입자들 사이에 공간을 갖는 상호 접속된 입자들의 망상 구조를 형성 하고, 상기 제1전기 전도성 표면을 제2전기 전도성 표면에 압축시키고, 상기 페이스트를 상기 공간에서 상기 고분자를 경화시키는 제2온도로 가열하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 플럭싱제와 혼합된, Sn, In, Bi, Sb 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 재료의 층으로 도포된 구리 분말을 포함하는 구조물.
  20. 제19항에 있어서, 추가로 NMP 용매, 부티르산 및 에틸렌 글리콜, 및 폴리이미드, 실록산, 폴리이미드 실록산 및 생물질-기재 고분자 수지로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는 구조물.
KR1019950036103A 1994-10-20 1995-10-19 전기 전도 성페이스트재료 및 응용 KR100229581B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32662694A 1994-10-20 1994-10-20
US8/326,626 1994-10-20
US08/326,626 1994-10-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR960016651A KR960016651A (ko) 1996-05-22
KR100229581B1 true KR100229581B1 (ko) 1999-11-15

Family

ID=23273017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950036103A KR100229581B1 (ko) 1994-10-20 1995-10-19 전기 전도 성페이스트재료 및 응용

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0708582A1 (ko)
JP (2) JPH08227613A (ko)
KR (1) KR100229581B1 (ko)
CN (1) CN1084917C (ko)
CA (1) CA2159234A1 (ko)
MY (1) MY118121A (ko)
SG (1) SG77619A1 (ko)
TW (1) TW340132B (ko)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5948533A (en) * 1990-02-09 1999-09-07 Ormet Corporation Vertically interconnected electronic assemblies and compositions useful therefor
JP3260253B2 (ja) * 1995-01-06 2002-02-25 松下電器産業株式会社 半導体装置の検査方法と検査用導電性接着剤
JPH09331142A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品の実装方法
DE19640192A1 (de) * 1996-09-30 1998-04-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Flip-Chip-Montage
JP3721660B2 (ja) * 1996-10-18 2005-11-30 富士通株式会社 導電材料及び導電性ペースト
JPH10200241A (ja) * 1997-01-06 1998-07-31 Fujitsu Ltd 導電性接着剤およびそれを使用する部品実装方法
JPH1145616A (ja) * 1997-05-28 1999-02-16 Yazaki Corp 導電性フィラー、導電性ペーストおよび回路体の形成方法
TW396471B (en) * 1997-06-04 2000-07-01 Ibm Electrodeposition of low temperature, high conductivity, powder materials for electrically conductive paste formulations
CA2244332C (en) * 1997-07-30 2002-04-02 Becton, Dickinson And Company Bonding agent and method of bonding electrode to printed conductive trace
KR100339183B1 (ko) 1998-07-13 2002-05-31 포만 제프리 엘 접착제 번짐이 감소된 다이 부착법
WO2000045431A1 (en) * 1999-01-27 2000-08-03 Citizen Watch Co., Ltd. Method of packaging semiconductor device using anisotropic conductive adhesive
US6270363B1 (en) 1999-05-18 2001-08-07 International Business Machines Corporation Z-axis compressible polymer with fine metal matrix suspension
JP2003504847A (ja) * 1999-06-30 2003-02-04 インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト 電子回路系と支持体との間の電気機械的接続装置およびその製造方法
JP4050865B2 (ja) 1999-12-01 2008-02-20 シャープ株式会社 半導体レーザ装置及びその製造方法及びそれを用いた光ピックアップ
KR100313766B1 (ko) * 1999-12-30 2001-11-15 구자홍 전도성 입자의 제조방법 및 전도성 입자 구조
US6339120B1 (en) * 2000-04-05 2002-01-15 The Bergquist Company Method of preparing thermally conductive compounds by liquid metal bridged particle clusters
ES2161659T1 (es) * 2000-04-05 2001-12-16 Bergquist Co Metodo de preparacion de combinaciones conductoras de calor por medio de conglomerados de particulas rellenos de metal liquido.
GB2365816B (en) * 2000-08-09 2002-11-13 Murata Manufacturing Co Method of bonding conductive adhesive and electrode,and bonded structure
JP4684439B2 (ja) 2001-03-06 2011-05-18 富士通株式会社 伝導性粒子、伝導性組成物および、電子機器の製造方法
KR20030050333A (ko) * 2001-12-18 2003-06-25 태크뱅크 주식회사 전자 패키징 시간 단축용 엠디씨
EP1615263A4 (en) * 2003-02-05 2006-10-18 Senju Metal Industry Co METHOD FOR CONNECTING CONNECTIONS AND METHOD FOR ATTACHING A SEMICONDUCTOR CONSTRUCTION ELEMENT
WO2006073004A1 (ja) * 2005-01-06 2006-07-13 Shieldtechs, Inc. 防錆性および導電性に優れた樹脂組成物並びに樹脂組成物被覆部材
JP5034206B2 (ja) 2005-10-03 2012-09-26 株式会社デンソー 導電性接着剤
KR100781586B1 (ko) 2006-02-24 2007-12-05 삼성전기주식회사 코어-셀 구조의 금속 나노입자 및 이의 제조방법
WO2009110095A1 (ja) 2008-03-07 2009-09-11 富士通株式会社 導電材料、導電ペースト、回路基板、及び半導体装置
JP5018752B2 (ja) * 2008-11-27 2012-09-05 富士通株式会社 導電材料、及び導電材料の製造方法
JP2010238615A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Sekisui Chem Co Ltd 導電性微粒子、異方性導電材料、及び、接続構造体
KR20120004967A (ko) * 2009-03-31 2012-01-13 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 도전성 미립자, 이방성 도전 재료, 및 접속 구조체
DE102010028800A1 (de) * 2010-05-10 2011-11-10 Freie Universität Berlin Polymer-Zusammensetzungen auf Basis umweltfreundlicher pflanzlicher und/oder tierischer Öle als wärmeleitfähige Materialien
DE102010030063A1 (de) * 2010-06-15 2011-12-15 Robert Bosch Gmbh Elektrische Verbindungsanordnung
US8912047B2 (en) * 2011-05-18 2014-12-16 Infineon Technologies Ag Method for producing a metal layer on a substrate and device
EP2557571B1 (en) * 2011-08-08 2014-07-02 Tyco Electronics Corporation Electrically conductive metal/plastic hybrid comprising a polymer material, a first metal and metal particles of a second metal embedded in the first metal and method of producing such
JP6024235B2 (ja) * 2011-08-30 2016-11-09 日立化成株式会社 接着剤組成物及び回路接続構造体
JP5252050B2 (ja) * 2011-09-09 2013-07-31 富士通株式会社 回路基板、及び回路基板の製造方法
TWI483320B (zh) * 2012-03-22 2015-05-01 Chipmos Technologies Inc 半導體封裝結構及其製作方法
JP5257539B2 (ja) * 2012-09-12 2013-08-07 富士通株式会社 回路基板の製造方法
JP5435095B2 (ja) * 2012-09-12 2014-03-05 富士通株式会社 回路基板、及び回路基板の製造方法
JP5257546B2 (ja) * 2012-10-23 2013-08-07 富士通株式会社 電子機器の製造方法
CN104558699B (zh) 2015-01-06 2017-09-22 苏州大学 一种弹性导电胶体、制备方法及其应用
JP6622971B2 (ja) * 2015-02-24 2019-12-18 古河電気工業株式会社 加熱接合材料、接合構造体、並びに加熱接合材料の製造方法及び該加熱接合材料を用いた接合方法
CN105149714B (zh) * 2015-09-21 2017-07-18 上海交通大学 金属板无压痕胶焊连接方法
WO2018105127A1 (ja) * 2016-12-09 2018-06-14 日立化成株式会社 接合体の製造方法、遷移的液相焼結用組成物、焼結体及び接合体
JP7065576B2 (ja) * 2017-08-29 2022-05-12 積水化学工業株式会社 微粒子及び該微粒子を含む接続材料並びに接続構造体
CN107703662A (zh) * 2017-09-26 2018-02-16 惠科股份有限公司 显示基板及其制作方法
CN108346952B (zh) * 2018-01-25 2020-11-24 番禺得意精密电子工业有限公司 电连接器固持装置
CN108281804A (zh) * 2018-04-26 2018-07-13 贵州电网有限责任公司 一种用于电力设备的新型螺母垫片
CN110849511A (zh) * 2019-11-13 2020-02-28 苏州市东科电子有限公司 一种厚膜电容压力传感器引线针的安装方法
US11812562B2 (en) 2021-08-30 2023-11-07 International Business Machines Corporation Creating a standoff for a low-profile component without adding a process step

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3800020A (en) * 1972-03-23 1974-03-26 Cramer P Co Method of making a circuit board
JPS5028829A (ko) * 1973-07-17 1975-03-24
GB1555476A (en) * 1976-08-26 1979-11-14 Standard Telephones Cables Ltd Metal coating method
US4290195A (en) * 1978-09-01 1981-09-22 Rippere Ralph E Methods and articles for making electrical circuit connections employing composition material
JPS57113505A (en) * 1981-01-07 1982-07-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Conductive composition
IL69202A (en) * 1982-09-08 1991-08-16 Smith Kline Rit Surface antigen polypeptides of hbv virus produced in yeast and the preparation thereof
EP0265077A3 (en) * 1986-09-25 1989-03-08 Sheldahl, Inc. An anisotropic adhesive for bonding electrical components
US5376403A (en) * 1990-02-09 1994-12-27 Capote; Miguel A. Electrically conductive compositions and methods for the preparation and use thereof
JPH0528829A (ja) * 1991-07-12 1993-02-05 Tokyo Cosmos Electric Co Ltd 導電塗料及びその導電膜形成方法
US5286417A (en) * 1991-12-06 1994-02-15 International Business Machines Corporation Method and composition for making mechanical and electrical contact
JPH065116A (ja) * 1992-06-19 1994-01-14 Shin Etsu Polymer Co Ltd 低融点金属接合型異方導電膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN1129339A (zh) 1996-08-21
SG77619A1 (en) 2001-01-16
TW340132B (en) 1998-09-11
JP3454509B2 (ja) 2003-10-06
EP0708582A1 (en) 1996-04-24
KR960016651A (ko) 1996-05-22
JP2002151170A (ja) 2002-05-24
MY118121A (en) 2004-09-30
JPH08227613A (ja) 1996-09-03
CA2159234A1 (en) 1996-04-21
CN1084917C (zh) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100229581B1 (ko) 전기 전도 성페이스트재료 및 응용
US6238599B1 (en) High conductivity, high strength, lead-free, low cost, electrically conducting materials and applications
US20020005247A1 (en) Electrically conductive paste materials and applications
US6297559B1 (en) Structure, materials, and applications of ball grid array interconnections
US6270363B1 (en) Z-axis compressible polymer with fine metal matrix suspension
Kang et al. Development of high conductivity lead (Pb)-free conducting adhesives
US6300164B1 (en) Structure, materials, and methods for socketable ball grid
US6005292A (en) Lead-free interconnection for electronic devices
US5958590A (en) Dendritic powder materials for high conductivity paste applications
US5837119A (en) Methods of fabricating dendritic powder materials for high conductivity paste applications
JP3329276B2 (ja) 導電性接着剤による相互接続構造物
Kang et al. Development of conducting adhesive materials for microelectronic applications
Liu et al. Overview of conductive adhesive joining technology in electronics packaging applications
US20030146266A1 (en) Conductive adhesive material with metallurgically-bonded conductive particles
US20010005314A1 (en) Interconnection process for module assembly and rework
KR19980018202A (ko) 저 알파입자 방출의 상호접속 시스템 및 전기적 상호접속부의 형성방법
JP4022139B2 (ja) 電子装置及び電子装置の実装方法及び電子装置の製造方法
Yim et al. Review of electrically conductive adhesive technologies for electronic packaging
KR100292317B1 (ko) 도전성페이스트배합물을위한저온고도전율의분말물질의전착방법
Lu et al. Electrically conductive adhesives (ECAs)
Kang et al. Development of low cost, low temperature conductive adhesives
JP4065264B2 (ja) 中継基板付き基板及びその製造方法
JP4010717B2 (ja) 電気接点の接合方法
Kang Development of lead (Pb)-free interconnection materials for microelectronics
Lu et al. Electrically conductive adhesives (ECAs)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee