KR101054491B1 - 스트립범프를 이용한 고상접합방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 전자부품(칩)과 기판에 형성된 금속 재질의 스트립범프를 이용한 고상접합방법에 관한 것이다.

이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법은, 칩과 기판에 각각 스트립범프를 형성하는 단계와, 상기 스트립범프가 형성된 기판 위에 언더필을 형성하는 단계와, 상기 칩과 기판을 정렬하고 초음파를 가하여 스트립범프 사이의 언더필을 제거하는 단계와, 상기 칩과 기판에 형성된 스트립범프를 접합하면서 상기 언더필을 경화시키는 단계를 포함한다.

초음파, 고상접합, 열압착, 언더필, 스트립범프, 범프

Description

스트립범프를 이용한 고상접합방법 {bonding method using strip bumps}

이 발명은 칩과 기판을 접합하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자부품(칩)과 기판에 형성된 금속 재질의 스트립범프를 이용한 고상접합방법에 관한 것이다.

최근 반도체, 통신 기기 및 디스플레이 산업에서 사용되는 전자회로가 다기능화 및 소형화됨에 따라, 전자회로를 구성하는 전자부품(칩)의 실장 밀도가 증가하고 전극간의 간격이 감소하고 있다. 또한, 온도에 민감한 전자부품에 대해서는 저온에서 접합부를 형성해야 하는 제약이 있다.

이러한 고밀도 실장과 저온 접합의 조건을 만족시키기 위한 전자부품(칩)과 기판의 접합방법으로서, 현재 저온 솔더링, 이방성도전필름(ACF ; Anisotropic Conductive Film), 고상접합 등의 다양한 방법이 사용되고 있다.

이 중 고상접합방법은 모재의 용융을 방지 또는 최대한 억제하여 모재를 고체상태로 유지하면서 전자부품(칩)과 기판을 일체화하는 기술로서, 대표적인 고상 접합방법에는 열압착방법과 초음파접합방법이 있다.

열압착방법은 전자부품에 금속범프를 형성하고 기판에 실장한 후 압력과 열을 가하는 방법으로서, 열과 압력에 의한 소성변형과 금속원자의 확산에 의해 기판과 전자부품이 접합된다. 이 열압착방법은 가열 온도가 높고 접합에 소요되는 시간이 긴 단점과, 접합부의 품질과 접합강도가 높은 장점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 초음파접합방법을 설명하기 위한 개략도이다. 기판(11)에는 평면패드(12)를 형성하고 전자부품 즉, 칩(13)에는 볼록한 형상의 금속범프(14)를 형성한다. 평면패드(12)에 금속범프(14)를 실장한 후 열과 압력을 가하면서 동시에 초음파를 인가한다. 이때 초음파는 횡방향 또는 종방향으로 인가된다.

횡방향 초음파접합방법은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 칩(13)에 수직한 방향으로 압력을 가하면서 칩(13)에 수평한 방향으로 초음파를 인가하여 접합부를 형성하는 방법으로서, 주로 금속간의 접합에 이용되며, 대표적인 예로서 반도체 접합에서 사용되는 와이어본딩(wire bonding) 공정이 있다. 이 횡방향 초음파접합방법은 칩(13)에 높은 압력을 가해야 하고 다수의 금속범프(14)가 형성된 칩(13)을 접합할 때 정렬하기 어려운 단점이 있는 반면, 접합강도가 높고 접합속도가 매우 빠른 장점이 있다.

종방향 초음파접합방법은 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 칩(13)에 수직한 방향으로 압력을 가하면서 동일한 방향으로 초음파를 인가하여 접합부를 형성하는 방법으로서, 주로 플라스틱 용접에 사용되고 금속간의 접합에는 제한적으로 적용된 다. 종방향 초음파접합방법은 칩(13)의 금속범프(14)를 용이하게 정렬할 수 있지만, 접합강도가 낮은 단점이 있다.

종래의 횡방향 초음파접합방법의 일 예로서, 미국특허 US6,460,591( "Ultrasonic bonding method and ultrasonic bonding apparatus")가 있다. 이 선행 미국특허는 횡방향 초음파를 이용하여 다수의 금속범프가 형성된 전자부품을 기판의 평면패드에 접합하는 방법이다. 금속범프의 형상은 원통 또는 정육면체이고, 평면패드의 형상은 원형 또는 정사각형의 평면이다. 이러한 금속범프와 평면패드 형상에서 횡방향 초음파를 이용하여 금속범프와 평면패드를 접합할 경우, 금속범프와 평면패드의 평편도가 중요하기 때문에 금속범프와 평면패드를 정확하게 밀착시킨 상태에서 초음파를 인가해야 하며, 이를 위해 정밀한 정렬장치와 함께 높은 압력을 사용해야 하는 단점이 있다.

종래의 종방향 초음파접합방법의 일 예로서, Tan 등이 발표한 연구논문("Thermosonic flip-chip bonding using longitudinal ultrasonic vibration", IEEE Trans. on components and packaging tech., Vol.21(1), pp. 53-58, 1998)이 있다. 이 선행 논문은 반도체 칩의 접합에 있어서 종방향 초음파를 이용하여 금속범프와 평면패드를 접합하는 기술을 개시한다. 종방향 초음파접합방법은 금속범프와 평면패드의 정렬이 용이하다. 하지만, 초음파에 의한 금속범프의 소성변형은 주로 금속범프의 중심부에서 발생하기 때문에, 접합이 이루어지는 금속범프와 평면패드의 접촉 면적이 거의 증가하지 않고, 금속범프와 평면패드 사이에 발생하는 마찰력이 감소하여 접합강도가 낮은 단점이 있다.

종래의 종방향 초음파접합방법의 다른 예로서, 한국특허출원 제10-2002-0022660호("초음파 솔더링을 이용한 전자 패키지 및 그 패키징 방법")에는 종방향 초음파에 의해 발생하는 점탄성 발열을 이용하여 솔더를 용융시켜 칩의 금속범프와 솔더링하는 방법이 개시된다. 그러나, 이 접합은 솔더의 용융에 의해 발생하므로 고상접합부가 형성되지 않는다.

종래의 종방향 초음파접합방법의 또 다른 예로서, 이 발명의 발명자 유중돈, 김병철 등이 발표한 연구논문("스트립 형상인 Au 범프의 종방향 초음파 접합", 대한용접학회지, 22권 3호, 2004, pp.258-264)에는 금(Au) 재질의 스트립범프를 90도로 겹친 상태에서 종방향 초음파를 인가하여 고상접합부를 형성하는 방법이 개시된다. 이 연구논문에 따른 금 재질의 스트립범프를 이용한 접합방법은, 기존의 금속범프와 평면패드를 이용한 초음파 접합방법에 비해 마찰력이 증가하여 접합강도가 증가하는 장점이 있다. 그러나, 이 연구논문에 개시된 발명은 스트립범프의 교차 각도가 90도로 제한되고, 스트립범프를 평면 변형율(plane strain) 조건 하에서 변형하려면 범프의 폭(W) 대 길이(L)의 비율(L/W)을 10 이상으로 길게 제작해야 하기 때문에 스트립범프간의 피치가 작은 고밀도 패키지에는 적용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 스트립범프의 높이(H)가 50μm 이상으로 높기 때문에 가공비용이 높고, 칩과 기판의 스트립범프를 동일한 금 재질로만 사용하여야 하기 때문에 비용이 상승되는 단점이 있다.

상술한 바와 같이 종래의 초음파 접합방법들은, 고정밀도의 정렬장치가 필요하거나, 접합강도가 낮거나, 고밀도의 패키지에 적합하지 않은 단점들이 있다.

이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전자부품(칩)과 기판에 스트립 형상의 스트립범프를 형성하고 그 스트립범프를 정렬하고 열과 압력과 초음파를 인가하여 고상접합부를 형성함으로써, 정렬이 용이하고 접합강도가 높으며 고밀도 패키지에 적합한 고상접합방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 이 발명은 스트립범프의 초음파 접합과 동시에 언더필(underfill)을 형성하여 생산성과 품질을 향상시키는 고상접합방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법은, 칩과 기판에 각각 스트립범프를 형성하는 단계와, 상기 스트립범프가 형성된 기판 위에 언더필을 형성하는 단계와, 상기 칩과 기판을 정렬하고 초음파를 가하여 스트립범프 사이의 언더필을 제거하는 단계와, 상기 칩과 기판에 형성된 스트립범프를 접합하면서 상기 언더필을 경화시키는 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법은, 칩과 기판에 각각 상기 칩과 기판이 정렬될 때 30도 이상 90도 미만의 교차각도로 교차되도록 배 열된 스트립범프를 형성하는 단계와, 상기 칩과 기판을 정렬하고 상기 칩과 기판에 형성된 스트립범프를 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법은, 칩과 기판에 각각 스트립범프를 형성하는 단계와, 상기 칩과 기판을 정렬하고 상기 칩과 기판에 형성된 스트립범프를 접합하는 단계를 포함하고, 상기 칩에 형성된 스트립범프와 상기 기판에 형성된 스트립범프 중 하나는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 중 하나의 재질로 이루어지고, 나머지는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 중 하나의 재질 또는 구리, 알루미늄, 니켈 중 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법은 접합 강도가 높고 접합 상태가 양호하며 범프의 정렬이 용이하고 고밀도 패키지에 적합하며, 짧은 접합 시간에 고상접합부를 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이 발명은 고상접합과 동시에 언더필을 형성하여 생산성이 향상되는 효과가 있다.

아래에서, 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 종래의 금속범프 및 평면패드와, 이 발명에 따른 스트립범프의 형상 을 설명하기 위한 개략도이다. 도 2의 (a)는 종래의 금속범프 및 평면패드의 형상을 도시한 도면이다. 이 도 2의 (a)는 선행 미국특허(US6,460,591)와 Tan 등이 발표한 연구논문에서 사용한 형태로서, 칩(13)의 금속범프(14)는 정육면체 또는 원통 형상이고 기판(11)에 형성된 평면패드(12)는 원형 또는 정사각형이다. 기판(11)과 칩(13)을 접합하는 과정에서 초음파를 인가하면, 칩(13)의 금속범프(14)에 초음파가 집중되어 칩(13)의 금속범프(14)와 기판(11)의 평면패드(12)가 마찰을 하면서 고상접합부가 형성된다.

이러한 종래기술은 칩(13)에만 금속범프(14)를 가공하고 기판(11)에는 범프를 가공하지 않아도 되기 때문에 가공비를 절감할 수 있다. 그러나, 횡방향 초음파를 사용하는 경우에는 정렬이 어려운 단점이 있다. 한편, 종방향 초음파를 사용하는 경우에는 정렬이 용이하지만 금속범프(14)와 넓은 면적의 평면패드(12)가 접촉한 상태에서 종방향 초음파를 인가하면, 금속범프(14)의 소성변형이 주로 금속범프(14)의 중심부에서 발생하기 때문에 금속범프(14)와 평면패드(12)의 접촉면에서 발생하는 소성변형이 적으며 이로 인해 초음파 에너지의 집중도와 효율이 감소하는 단점이 있다.

도 2의 (b)는 이 발명에 따른 스트립범프를 이용한 고상접합을 설명하기 위한 개략도이다. 이 발명에서는 칩(21)과 기판(22)에 모두 직사각형 형상의 스트립범프(23, 24)를 형성한다. 칩(21)에 형성된 스트립범프(23)와 기판(22)에 형성된 스트립범프(24)는 일정한 각도를 이루면서 교차하면서 정렬된다. 칩(21)과 기 판(22)을 정렬하고 압력을 가해 스트립범프(23, 24)를 밀착한 상태에서, 횡방향 또는 종방향 초음파를 인가하여 고상접합부를 형성한다. 이와 같은 형상의 스트립범프(23, 24)에 초음파를 인가하면, 초음파 에너지가 스트립범프(23, 24) 간의 접촉면에 집중되어 마찰 효과가 증가하므로 스트립범프(23, 24)의 소성 변형이 수월하게 발생하고 스트립범프(23, 24)의 정렬이 용이한 장점이 있다. 또한, 열과 압력을 이용한 열압착 방법을 사용하는 경우에도 스트립범프의 접촉면에서 소성 변형이 가장 크게 발생하므로 양호한 접합부를 얻을 수 있다.

이 발명은 칩(21)과 기판(22)에 모두 스트립범프(23, 24)를 형성하고 압력과 초음파 에너지를 효과적으로 집중시켜서 소성 변형을 크게 발생시킴으로써, 양호한 고상접합부를 얻음과 동시에 스트립범프 간의 정렬이 용이한 잇점이 있다.

도 3은 이 발명의 한 실시 예에 따른 칩과 기판에 형성된 스트립범프가 정렬된 형상을 설명하기 위한 개략도이다.

도 3의 (a)는 칩(21)에 형성된 복수의 스트립범프(23)와 기판(22)에 형성된 복수의 스트립범프(24)를 도시한 도면이다.

이와 같이 칩(21)과 기판(22)에 각각 복수의 스트립범프(23, 24)를 형성한다. 칩(21)과 기판(22)을 정렬하면 칩(21)과 기판(22)의 스트립범프(23, 24)가 일정한 교차각도(A)로 교차한다.

도 3의 (b)는 한 쌍의 스트립범프가 일정한 교차각도(A)를 갖도록 정렬된 형상을 설명하기 위한 개략도로서, 초음파 접합에 바람직한 스트립범프(23, 24) 간의 교차각도(A)는 30도 ~ 90도 범위이다. 스트립범프(23, 24) 간의 교차각도(A)가 증가하면 스트립범프(23, 24)의 정렬이 용이하지만, 주변의 스트립범프와 접촉할 확률이 높아지므로 고밀도 패키지에 불리하다. 교차각도(A)가 감소하면 스트립범프를 정렬시키는 것이 상대적으로 어렵지만, 스트립범프 간의 접촉 면적이 증가하고 범프 사이의 거리를 감소시킬 수 있기 때문에 고밀도 패키지에 적합하다.

도 3의 (c)는 칩과 기판에 각각 형성된 스트립범프(23, 24)의 정렬시 칩과 기판의 스트립범프(23, 24)가 중심에서 벗어나는 경우를 설명하기 위한 개략도이다. 칩과 기판의 스트립범프(23, 24)가 도 3의 (b)와 같이 중심에서 교차되어 정렬될 경우, 스트립범프(23, 24)의 변형이 평면 변형율 조건에서 발생하여 스트립범프가 소성 변형될 때 구속력이 증가하므로 마찰력이 증가하여 접합 강도가 증가한다. 한편, 칩과 기판의 스트립범프의 길이가 짧거나 도 3의 (c)와 같이 스트립범프의 정렬시 중심에서 벗어난 채로 정렬되면 스트립범프(23, 24)의 변형이 평면 응력(plane stress) 조건에서 발생한다. 평면 응력 조건에서는 평면 변형율 조건에 비해 변형을 발생시키는데 필요한 압력이 낮고 변형 면적이 증가한다. 그러므로 평면 응력 조건에서 스트립범프를 변형시키면 변형에 필요한 압력이 작고 변형 면적이 증가하여 양호한 고상접합부를 얻을 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명의 교차 형상의 스트립범프를 이용하면 스트립범프의 접촉면에 초음파 에너지 또는 압력을 집중시켜 소성 변형을 수월하게 발생시키므로 우수한 고상 접합부를 얻을 수 있고, 정렬이 용이하다는 장점이 있다.

도 3에서는 칩에 형성된 스트립범프를 수직선 형상으로 형성하고 기판에 형 성된 스트립범프를 사선 형상으로 형성한 예가 도시되어 있으나, 칩과 기판에 모두 사선 형상의 스트립범프를 선대칭되도록 형성하여 이 칩과 기판의 스트립범프를 'X' 형상으로 정렬할 수도 있다.

도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 직육면체 형상의 스트립범프를 도시한 개략도로서, 직육면체 범프의 길이(L)와 폭(W)과 높이(H)를 도시한다. 이 발명에서 제안하는 초음파 접합에 바람직한 스트립범프의 길이(L)와 폭(W)의 비(L/W)는 1 이상, 5 이하이다. 이는 (L/W)의 값이 5를 초과하더라도 접합 강도가 크게 증가하지 않으면서 스트립범프의 길이가 길어져서 주변의 스트립범프와 접촉할 확률이 증가하므로 고밀도 패키지에 적합하지 않기 때문이다.

아울러, 이 발명에서 제안하는 초음파 접합에 바람직한 스트립범프의 높이(H)는 1μm 이상, 50μm 이하이다. 이는 스트립범프의 높이가 50μm 이상으로 증가하여도 접합 강도가 크게 증가하지 않으면서 스트립범프의 높이가 증가할수록 가공비가 증가하기 때문이다. 직육면체 형상의 스트립범프 이외에도 이와 유사한 형상의 범프로 형성할 수도 있으며, 유사한 형상의 범프를 사용하는 경우에도 접합에 바람직한 치수의 범위는 직육면체 형상의 스트립범프와 동일하게 범프 길이와 폭의 비(L/W)는 1 이상 5 이하이고, 범프 높이(H)는 1μm 이상 50μm 이하이다.

스트립범프의 재료로는 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 납(Pb), 아연(Zn) 및 솔더(solder) 등을 사용할 수 있다. 칩과 기판에 동일한 재질의 스트립범프를 형성할 경우에는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 등의 연한 재질을 사용하여 형성하는데, 그 이유는 연한 재질을 사용하면 접합에 필요한 온도와 압력이 낮아서 칩과 기판에 손상을 주지 않으면서 접합부를 형성할 수 있기 때문이다.

또한, 칩의 스트립범프와 기판의 스트립범프를 각각 다른 재료로 형성할 수도 있는데, 칩의 스트립범프는 구리, 알루미늄, 니켈 등의 강한 재질을 사용하여 형성하고, 기판의 스트립범프는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 등의 연한 재질을 사용하여 형성하거나, 그 반대로 칩의 스트립범프를 연한 재질로 형성하고 기판의 스트립범프를 강한 재질로 형성할 수도 있다. 이와 같이 스트립범프 형성에 이종 재료를 이용할 경우, 초음파 접합시 강한 재질의 스트립범프는 변형되지 않고 연한 재질의 스트립범프가 소성변형되어 고상접합부를 형성하기 때문에, 접합부를 보수하는데 유리한 잇점이 있다. 이종 재료를 이용한 접합에는 재료간의 상대적인 항복 강도, 탄성 계수, 경도 등의 물성치를 고려해야 하며, 칩과 기판의 가격도 고려한다. 예컨대, LCD 패널(panel)과 같이 기판의 가격이 칩의 가격보다 높은 경우에는 기판의 스트립범프는 강한 재질로 형성하고 칩의 스트립범프는 연한 재질로 형성하는 것이 보수 비용을 절감할 수 있는 방법이다.

도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 초음파 고상접합방법을 설명하기 위한 개략도이다. 칩(21)과 기판(22)에 각각 앞서 설명한 바와 같은 스트립범프(23, 24)를 형성 및 정렬하고, 칩(21)에 압력을 가해 칩(21)의 스트립범프(23)를 기판(22)의 스트립범프(24)에 밀착시킨 상태에서 횡방향 또는 종방향의 초음파를 가하여 고상접합부를 형성한다. 이때, 칩(21) 또는 기판(22)에 열을 가하여 고상접합부의 온도를 증가시키면 접합시간이 단축되므로 생산성을 높일 수 있다.

이 스트립범프의 초음파 고상접합방법에서, 종방향 초음파를 사용하여 접합하면 칩(21)과 기판(22)의 스트립범프(23, 24)를 정렬하기 용이하고 접합 장비가 단순하고 저렴한 장점이 있다. 그러나 종방향 초음파 고상접합을 COF(Chip On Film)에서와 같이 플라스틱 기판에 적용하면 초음파에 의해 플라스틱 기판이 용융될 수 있기 때문에 플라스틱 기판의 경우에는 횡방향 초음파 접합을 사용한다. 그러나, 이와 같이 횡방향 초음파 고상접합에 사용되는 횡방향 초음파 접합기가 고가이고 칩과 기판의 정렬에 높은 정밀도가 요구되는 단점이 있다.

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 열압착 접합방법을 설명하기 위한 개략도이다. 이 발명의 스트립범프를 접합하기 위하여 초음파를 사용하면 압력을 감소시킬 수 있는 장점이 있지만, 열과 압력만을 이용하여 접합하는 열압착 고상접합방법을 사용하여도 초음파 고상접합방법과 유사한 효과를 얻을 수 있다. 열압착 고상접합방법을 사용하는 경우에는 열과 압력을 스트립범프에 인가하여 범프를 소성 변형시킴으로서 고상접합부를 형성한다. 열압착 고상접합방법은 초음파 고상접합방법에 비해 스트립범프를 소성 변형시키는데 높은 압력이 필요하지만, 스트립범프 간의 접촉면에서 소성 변형이 가장 크게 발생하여 접촉면이 넓어지므로 기존의 범프와 평면패드를 사용하는 열압착 접합 공정에 비해 양호한 고상접합부를 얻을 수 있다. 또한, 초음파 고상접합시 초음파 진동에 의해 발생할 수도 있는 칩이나 기판의 미세한 위치 이동을 방지할 수 있으므로 범프의 정렬을 유지하는데 유리하다는 장점도 있다.

도 7은 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 고상접합과 동시에 언더필(underfill)을 형성하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다. 언더필은 에폭시(epoxy)와 같은 접착제로서 칩과 기판의 사이에 주입하여 경화시키며, 칩과 기판의 열에 의해 발생하는 열응력을 분산시켜 고상접합부의 신뢰성을 높이는 역할을 한다.

일반적으로 종래에는 칩과 기판의 고상접합이 완료된 후에 언더필을 주입하는데, 이와 같은 경우에는 언더필 주입시간과 경화시간이 길기 때문에 생산성이 감소하는 단점이 있다.

이 발명에서는, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 기판(22) 위에 스트립범프(24)를 형성하고 그 위에 언더필(25)을 미리 도포한 후, 스트립범프(23)가 형성된 칩(21)을 정렬하고 고상접합을 한다. 초음파 고상접합의 경우, 초음파 고상접합을 하기 전에 기판(22)에 언더필(25)을 미리 도포하고 초음파를 인가하면, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 초음파에 의해 스트립범프(23, 24)가 진동하면서 접합 부위에 도포된 언더필(25)이 제거되어 스트립범프(23, 24) 사이에 고상접합이 이루어진다. 그러므로 언더필(25)을 미리 기판(22)에 도포하고 초음파 접합을 수행하면, 스트립범프(23, 24)의 접합과 언더필(25)의 형성 작업을 동시에 수행할 수 있 으므로 언더필 주입 시간과 경화 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

한편, 열압착 고상접합방법을 사용하는 경우에는 압력에 의해서 스트립범프에 도포된 언더필을 완전하게 제거하지 못하므로 고상접합부의 품질이 저하될 수 있기 때문에 접합 초기에 약한 초음파를 가하여 언더필을 제거하고 열압착 고상접합방법으로 고상접합부를 형성한다.

이상에서 이 발명의 스트립범프를 이용한 칩과 기판의 고상접합방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 이 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 이 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1은 종래 기술에 따른 초음파접합방법을 설명하기 위한 개략도,

도 2는 종래의 금속범프 및 평면패드와, 이 발명에 따른 스트립범프의 형상을 설명하기 위한 개략도,

도 3은 이 발명의 한 실시 예에 따른 칩과 기판에 형성된 스트립범프가 정렬된 형상을 설명하기 위한 개략도,

도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 직육면체 형상의 스트립범프를 도시한 개략도,

도 5는 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 초음파 고상접합방법을 설명하기 위한 개략도,

도 6은 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 열압착 접합방법을 설명하기 위한 개략도,

도 7은 이 발명의 한 실시예에 따른 스트립범프의 고상접합과 동시에 언더필(underfill)을 형성하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

21 : 칩 22 : 기판

23, 24 : 스트립범프 25 : 언더필

Claims (21)

1. 칩과 기판에 각각 상기 칩과 기판의 정렬시 교차각도가 30도 이상 90도 미만이 되는 직사각형 형상의 스트립범프를 형성하는 단계와,

   상기 스트립범프가 형성된 기판 위에 언더필을 형성하는 단계와,

   상기 칩과 기판을 정렬하고 종방향 초음파를 가하여 스트립범프 사이 접촉면의 언더필을 제거하고 상기 칩의 스트립범프와 상기 기판의 스트립범프를 고상접합하면서 상기 언더필을 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트립범프를 이용한 고상접합방법.
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4. 제1항에 있어서, 상기 칩에 형성된 스트립범프와 상기 기판에 형성된 스트립범프 중 하나는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 중 하나의 재질로 이루어지고, 나머지는 금, 은, 주석, 아연, 납, 솔더 중 하나의 재질 또는 구리, 알루미늄, 니켈 중 하나의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 스트립범프를 이용한 고상접합방법.
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6. 제1항에 있어서, 상기 칩에 형성된 스트립범프와 상기 기판에 형성된 스트립범프 중 하나는 수직선 형상이고 나머지는 사선 형상인 것을 특징으로 하는 스트립범프를 이용한 고상접합방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 칩에 형성된 스트립범프와 상기 기판에 형성된 스트립범프는 수직선에 선대칭되는 사선 형상인 것을 특징으로 하는 스트립범프를 이용한 고상접합방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 스트립범프의 길이와 폭의 비는 1 ~ 5 이고, 상기 스트립범프의 높이는 1μm ~ 50μm 인 것을 특징으로 하는 스트립범프를 이용한 고상접합방법.
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