KR102535108B1 - 레이저 접합 방법 - Google Patents

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장건수
문석환
배현철
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Abstract

기판 상에 접합부를 형성하는 것; 접합부 상에 접합 대상을 정렬시키는 것; 및 상기 접합부와 상기 접합 대상을 접합하는 것; 을 포함하되, 상기 접합하는 것은 레이저를 이용하여 상기 접합부를 가열하는 것을 포함하고, 상기 기판 상에 형성되는 상기 접합부는 접착층 및 상기 접착층 내에 위치하는 도전성 입자를 포함하는 레이저 접합 방법 이 제공된다.

Description

레이저 접합 방법{Bonding method using laser}
본 발명은 레이저 접합 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 소자 등의 접합에 사용될 수 있는 레이저 접합 방법에 관한 것이다.
전자 산업의 발달로 전자 부품의 고기능화, 고속화 및 소형화 요구가 증대되고 있다. 이러한 추세에 따라, 칩과 기판을 연결하는 연결부의 크기도 소형화되고 있다.
칩과 기판을 연결하기 위해 솔더 범프 등이 사용될 수 있다. 솔더 범프를 이용해 칩과 기판을 연결하기 위해서는 열을 가할 필요가 있을 수 있다. 패키징 과정에서 열이 가해지면, 각 부품 간의 열팽창계수의 차이에 의해 휨(warpage) 현상이 발생하거나, 각 부품의 일부가 파손되는 등, 부품의 기능을 상실할 수도 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저온으로 접합 가능한 레이저 접합 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세한 크기의 솔더를 접합할 수 있는 레이저 접합 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휨 현상을 방지할 수 있는 레이저 접합 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열에 의한 부품 손상을 방지할 수 있는 레이저 접합 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 기판 상에 접합부를 형성하는 것; 접합부 상에 접합 대상을 정렬시키는 것; 및 상기 접합부와 상기 접합 대상을 접합하는 것; 을 포함하되, 상기 접합하는 것은 레이저를 이용하여 상기 접합부를 가열하는 것을 포함하고, 상기 기판 상에 형성되는 상기 접합부는 접착층 및 상기 접착층 내에 위치하는 도전성 입자를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합하는 것이: 상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것; 및 상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것; 을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 도전성 입자가 복수 개가 제공될 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것이 상기 도전성 입자의 상부와 상기 접합 대상의 패드가 상부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하고, 상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 하부와 상기 기판의 패드가 하부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합하는 것이 가압부를 통해 상기 접합 대상을 가압하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 가압부가 석영(quartz)을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합부가 상기 접착층 내에 제공되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합부가 환원제를 더 포함하며, 상기 접합하는 것은 상기 환원제에 의해 상기 도전성 입자, 상기 접합 대상의 패드 및 상기 기판의 패드의 각각의 산화막이 제거되는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 도전성 입자가 솔더(solder)를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 기판 상에 접합부를 형성하는 것; 상기 접합부 상에 접합 대상을 정렬시키는 것; 및 상기 접합부와 상기 접합 대상을 접합하는 것; 을 포함하되, 상기 접합하는 것은 레이저를 이용하여 상기 접합부를 가열하는 것을 포함하고, 상기 기판 상에 형성되는 상기 접합부는 접착층 및 상기 접착층 내에 위치하는 스페이서를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 스페이서가 상기 접합 대상의 패드와 상기 기판의 패드 사이에 배치되어 상기 접합 대상의 패드와 상기 기판의 패드 사이의 거리를 유지시킬 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 스페이서가 고분자, 세라믹 또는 산화막이 덮인 금속을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합부가 상기 접착층 내에 제공되는 도전성 입자를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 접합하는 것이: 상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것; 및 상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것; 을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 접합 방법은 상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것이 상기 도전성 입자의 상부와 상기 접합 대상의 패드가 상부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하고, 상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 하부와 상기 기판의 패드가 하부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 패키지는 기판; 상기 기판 상에 형성된 접합부; 및 상기 접합부 상의 접합 대상; 을 포함하되, 상기 접합부는: 상기 기판의 패드와 상기 접합 대상의 패드를 전기적으로 연결시키는 도전성 입자 및 상기 기판의 패드와 상기 접합 대상의 패드 사이에 배치되는 스페이서를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 저온으로 접합 가능할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 미세한 크기의 솔더를 접합할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 휨 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 열에 의한 부품 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 레이저 접합 방법을 순서대로 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 1의 레이저 접합 방법에 의해 접합된 반도체 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 블록도, 사시도, 및/또는 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시 예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법(S)은 기판을 준비하는 것(S1), 기판 상에 접합부를 형성하는 것(S2), 접합대상을 정렬시키는 것(S3), 접합하는 것(S4) 및 가압부를 제거하는 것(S5)을 포함할 수 있다. 이하에서, 도 2 내지 도 7을 참고하여 이들 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2 내지 도 7은 도 1의 레이저 접합 방법을 순서대로 나타낸 단면도이다.
이하에서, 도 2의 아래 방향을 제1 방향(D1), 우측 방향을 제2 방향(D2), 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 실질적으로 수직하며 전방을 향하는 방향을 제3 방향(D3)이라 칭할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 기판을 준비하는 것(S1)에서 기판(1)이 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 기판(1)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB) 등을 포함할 수 있다. 기판(1)의 상면(11)에는 패드(111)가 제공될 수 있다. 패드(111)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 패드(111)는 구리(Cu) 및 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 패드(111)을 통해 기판(1) 외부의 구성과 기판(1)의 내부의 회로들(미도시)이 전기적으로 연결될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 연결의 의미는, 직접적인 연결 혹은 다른 구성을 통한 간접적인 연결을 모두 포함할 수 있다. 패드(111)는 기판(1)의 상면(11)에서 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 돌출될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 패드(111)는 상면(11)에서 제1 방향(D1)으로 함입될 수도 있다. 패드(111)는 복수 개가 제공될 수 있다. 패드들(111)의 각각은 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 기판 상에 접합부를 형성하는 것(S2)에서 기판(1) 상에 접합부(5)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상면(11)의 일부 또는 전부에 접합부(5)가 형성될 수 있다.
접합부(5)는 접착층(51), 접착층(51) 내부에 위치하는 도전성 입자(D) 및 스페이서(P)를 포함할 수 있다. 접착층(51)은 패드(111)를 덮을 수 있다. 실시 예들에서, 접착층(51)은 NCF(non-conductive film) 또는 NCP(non-conductive paste) 등을 포함할 수 있다. NCF 또는 NCP 등은 resin, 경화제 및 환원제 등을 포함할 수 있다. 도전성 입자(D)는 접착층(51) 내에 제공될 수 있다. 도전성 입자(D)는 도전성 물질이 뭉쳐 있는 입자일 수 있다. 도전성 입자(D)의 지름은, 접합이 완료된 상태에서의 기판(1)의 패드(111)와 접합 대상(3)의 패드(311) 사이 거리보다 약간 클 수 있다. 이에 대한 상세한 것은 후술하도록 한다. 도전성 입자(D)는 솔더를 포함할 수 있다. 솔더는 주석(Sn) 및/또는 인듐(In)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도전성 입자(D)는 SnBi, SnAgCu, SnAg, AuSn, InSn, BiInSn 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 도전성 입자(D)는 다른 도전성 물질을 포함할 수도 있다. 도전성 입자(D)는 복수 개가 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 도전성 입자들(D)은 기판(1)의 패드들(111)의 개수보다 많거나, 같은 수가 제공될 수 있다. 도전성 입자들(D)은 접착층(51) 내부에 분산될 수 있다. 도전성 입자들(D)은 접착층(51) 내부에서 서로 이격된 채 분산될 수 있다. 스페이서(P)는 도전성 입자(D)보다 약간 작을 수 있다. 스페이서(P)는 고분자, 세라믹 또는 금속 등을 포함할 수 있다. 스페이서(P)가 금속을 포함하는 경우, 금속의 표면은 산화막 또는 유기물질로 덮여있을 수 있다. 따라서 스페이서(P)는 전기적으로 절연될 수 있다. 스페이서(P)는 복수 개가 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 스페이서들(P)은 기판(1)의 패드들(111)의 개수보다 많거나, 같은 수가 제공될 수 있다. 스페이서들(P)은 접착층(51) 내부에 분산될 수 있다. 스페이서들(P)은 접착층(51) 내부에서 서로 이격된 채 분산될 수 있다. 도전성 입자들(D) 및 스페이서들(P)은 모두 접착층(51) 내부에서 서로 이격된 채 분산될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참고하면, 접합 대상을 정렬시키는 것(S3)에서 접합부(5) 상에 접합 대상(3)에 배치될 수 있다. 실시 예들에서, 접합 대상(3)은 반도체 칩을 포함할 수 있다. 접합 대상(3)의 하면(31)에는 패드(311)가 제공될 수 있다. 패드(311)는 하면(31)에서 제1 방향(D1)으로 일정 길이 돌출될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 패드(311)는 하면(31)에서 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 함입될 수도 있다. 패드(311)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 패드(311)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 패드(311)는 복수 개가 제공될 수 있다. 패드들(311)의 각각은 제2 방향(D2)으로 이격될 수 있다.
도 1 및 도 5를 참고하면, 접합하는 것(S4)은 레이저를 이용하여 가열하는 것(S41) 및 가압하는 것(S41)을 포함할 수 있다. 레이저를 이용하여 가열하는 것(S41)에서 접합 대상(3)에는 레이저(L)가 조사될 수 있다. 레이저(L)에 의해 접합 대상(3)의 온도는 상승할 수 있다. 접합 대상(3)의 온도가 상승하면, 접합부(5)의 온도도 상승할 수 있다. 보다 구체적으로, 접착층(51) 및/또는 도전성 입자(D)의 온도가 상승할 수 있다. 실시 예들에서, 환원제에 의해 도전성 입자(D), 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111)에서 산화막이 제거될 수 있다. 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111)는 도전성 입자(D)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111) 사이에 하나의 도전성 입자(D)가 위치할 수 있다. 실시 예들에서, 제2 방향(D2)으로 이격된 접합 대상(3)의 패드들(311)과 기판(1)의 패드들(111) 사이에 도전성 입자(D)가 하나씩 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111) 사이에는 복수 개의 도전성 입자(D)가 위치할 수도 있다. 이 경우 도전성 입자들(D)은 제2 방향(D2)으로 이격 또는 접촉될 수 있다.
가압하는 것(S41)에서 접합 대상(3) 상에 가압부(7)가 배치될 수 있다. 가압부(7)를 통해 제1 방향(D1)으로 힘(G)이 가해질 수 있다. 가압부(7)가 접합 대상(3)의 상면을 고르게 가압하면, 접합 대상(3) 및 기판(1) 등의 휨 현상은 방지될 수 있다. 실시 예들에서, 가압부(7)는 석영(quartz)을 포함할 수 있다. 레이저(L)는 가압부(7)를 통해 접합 대상(3)에 조사될 수 있다. 석영은 레이저(L)를 거의 흡수하지 아니할 수 있다. 석영을 사용하면, 레이저(L)의 손실은 줄어들 수 있다. 레이저(L)에 의한 가열의 효율은 향상될 수 있다. 가압부(7)의 가압에 의해, 접합 대상(3)은 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 접합 대상(3)의 하면(31) 및 패드(311)는 접합부(5)를 가압할 수 있다. 접착층(51)의 형상은 변할 수 있다. 접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111) 사이에 도전성 입자(D)가 위치할 수 있다. 도전성 입자(D)의 상단은 접합 대상(3)의 패드(311)에 접촉될 수 있다. 도전성 입자(D)의 하단은 기판(1)의 패드(111)에 접촉될 수 있다.
접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111) 사이에 하나의 스페이서(P)가 위치할 수 있다. 실시 예들에서, 제2 방향(D2)으로 이격된 접합 대상(3)의 패드들(311)과 기판(1)의 패드들(111) 사이에 스페이서(P)가 하나씩 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111) 사이에는 복수 개의 스페이서(P)가 위치할 수도 있다. 이 경우 스페이서들(P)은 제2 방향(D2)으로 이격 또는 접촉될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참고하면, 가압부(7)에 의한 가압 및 레이저(L)에 의한 가열에 의해, 접착층(5)의 형상은 더 변할 수 있다. 도전성 입자(D)의 형상은 변할 수 있다. 보다 구체적으로, 접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111) 사이에 위치한 도전성 입자(D')의 형상이 변할 수 있다. 도전성 입자(D')의 일부는 녹을 수 있다. 도전성 입자(D')의 일부는 접합 대상(3)의 패드(311)와 접합될 수 있다. 도전성 입자(D')의 일부는 기판(1)의 패드(111)와 접합될 수 있다. 실시 예들에서, 경화제에 의해 접착층(51)은 경화될 수 있다. 스페이서(P)는 가압부(7)에 의한 가압에 저항할 수 있다. 스페이서(P)는 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111)의 사이에서, 접합 대상(3)의 패드(311) 및 기판(1)의 패드(111) 간의 거리를 유지시킬 수 있다. 즉, 가압부(7)가 접합 대상(3)을 제1 방향(D1)으로 가압하여도, 스페이서(P)에 의해 접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111)는 일정 거리 이격될 수 있다.
도 7을 참고하면, 도전성 입자(D')의 상단은 접합 대상(3)의 패드(311)와 접합되어 상부 금속간 화합물(X)을 형성할 수 있다. 도전성 입자(D')의 하단은 기판(1)의 패드(111)와 접합되어 하부 금속간 화합물(Y)을 형성할 수 있다. 접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111)는 도전성 입자(D')를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 접합 대상(3)의 패드(311)와 기판(1)의 패드(111)는 도전성 입자(D')를 통해 결합될 수 있다.
도 8은 도 1의 레이저 접합 방법에 의해 접합된 반도체 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참고하면, 가압부를 제거하는 것(S5)에서 가압부가 제거될 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법에 의해 접합된 반도체 패키지는 접합부(5)의 내에 스페이서(P)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 레이저를 사용하므로 비교적 저온에서 접합 공정이 수행될 수 있다. 또한 하부에 놓인 기판 등의 구성은 가열될 필요가 없을 수 있다. 따라서 저온의 용융점을 가진 저온 솔더를 사용할 수 있다. 기판 및 접합 대상 등은 높은 온도로 가열되는 것이 방지될 수 있다. 따라서 기판 및/또는 접합 대상 등의 열팽창계수(COE, coefficient of expansion)의 차이로 발생할 수 있는 휨(warpage) 현상은 방지될 수 있다. 또한 기판 및/또는 접합 대상 등이 고온에 의해 파손되는 것은 방지될 수 있다. 따라서 더욱 얇은 부품을 사용할 수 있다. 열에 약한 유기 소재도 용이하게 사용할 수 있다. 공정의 수율은 향상되고, 제조단가는 낮춰질 수 있다. 가열에 사용되는 에너지는 절약될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 접합부에 미리 도전성 입자를 분산시켜 놓는 방식을 사용하므로, 작은 크기의 솔더 형성이 용이하게 이루어질 수 있다. 저온 솔더를 사용하면서도 작은 크기의 솔더 형성이 가능할 수 있다. 따라서 패키지의 크기는 소형화될 수 있고, 전자제품의 부피도 줄어들 수 있다. 또한 기판의 표면에 다양한 표면 처리가 존재 하는 경우에도 용이한 접합 공정이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법에 의하면, 스페이서를 사용하므로 기판과 접합 대상 간의 거리를 적절하게 유지할 수 있다. 따라서 도전성 입자의 형상 변형을 용이하게 제어할 수 있다. 가압에 요구되는 제어의 난이도는 낮추어질 수 있다. 접합 공정 후의 형상은 비교적 일정하게 확보될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 8을 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 편의를 위하여 생략될 수 있다.
도 9를 참고하면, 접합부(5) 내에 스페이서가 제공되지 아니할 수 있다. 접합부(5) 내에는 도전성 물질층(D)만이 제공될 수 있다. 스페이서 없이 접합 공정을 수행하기 위하여, 가압부(7)는 적절한 힘으로 접합 대상(3)을 가압할 수 있다. 가압부(7)의 제1 방향(D1)으로의 변위는 적절하게 제어되어야 할 수 있다. 가압부(7)의 변위를 제어함으로써 접합부(5)의 두께를 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 9를 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 편의를 위하여 생략될 수 있다.
도 10을 참고하면, 스페이서(P')가 기판(1)의 상면 상에 제공될 수 있다. 스페이서(P')는 패드(111, 311)가 위치하지 아니하는 지점에 배치될 수 있다. 스페이서(P')는 접합부를 배치하기 전에 미리 배치할 수 있다.
스페이서(P')는 도 3을 참고하여 설명한 스페이서(P, 도 3 참고)와 실질적으로 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 스페이서(P')는 가압부(7)의 가압에 저항할 수 있다. 스페이서(P')에 의해 접합 대상(3)과 기판(1)은 적절한 거리를 유지할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 10을 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 편의를 위하여 생략될 수 있다.
도 11을 참고하면, 한 개의 기판(1') 상에 접합 대상(3, 3', 3'')이 복수 개가 제공될 수 있다. 실시 예들에서, 접합 대상들(3, 3', 3'')은 3개가 제공될 수 있다. 접합 대상들(3, 3', 3'')은 기판(1')의 길이 방향으로 이격될 수 있다. 접합 대상들(3, 3', 3'')의 각각은 도 1 내지 도 10을 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 방법에 의해 접합될 수 있다. 즉, 접합 대상들(3, 3', 3'')의 각각에 가압부들(7, 7', 7'')이 배치되어 가압하는 것이 수행될 수 있다. 따라서 각각의 가압은 비교적 균일하게 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 접합 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 11을 참고하여 설명한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성에 대한 설명은 편의를 위하여 생략될 수 있다.
도 12를 참고하면, 기판(1')의 길이 방향으로 이격된 접합 대상들(3, 3', 3'')은 하나의 가압부(7''')에 의해 가압될 수 있다. 가압하는 것은 한 번에 수행될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 기판
111: 기판 패드
3: 접합 대상
311: 접합 대상 패드
5: 접합부
51: 접착층
D: 도전성 입자
P: 스페이서
7: 가압부

Claims (16)

  1. 접착층 및 상기 접착층 내에 위치하는 도전성 입자를 포함하는 접합부를 기판 상에 형성하는 것;
    상기 기판의 반대편에 위치한 상기 접합부의 일면 상에 접합 대상을 정렬시키는 것;
    상기 접합부의 반대편에 위치한 상기 접합 대상의 일면에 가압부를 배치하고, 상기 가압부를 통해 상기 접합 대상을 상기 접합부를 향해 가압하는 것;
    상기 가압부에 레이저를 조사하고, 상기 가압부로부터 상기 접합 대상으로 열을 전달하고, 상기 접합 대상으로부터 상기 접합부에 열을 전달하여, 상기 접합부를 가열하는 것; 및
    상기 도전성 입자가 상기 기판과 상기 접합 대상에 전기적으로 연결되도록, 상기 접합 대상으로부터 상기 접합부로 전달된 열로 상기 접합부와 상기 접합 대상을 접합하는 것; 을 포함하는 레이저 접합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합하는 것은:
    상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것; 및
    상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것; 을 포함하는 레이저 접합 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 복수 개가 제공되는 레이저 접합 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 상부와 상기 접합 대상의 패드가 상부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 하부와 상기 기판의 패드가 하부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하는 레이저 접합 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 접착층 내에 제공되는 스페이서를 더 포함하는 레이저 접합 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합부는 환원제를 더 포함하며,
    상기 접합하는 것은 상기 환원제에 의해 상기 도전성 입자, 상기 접합 대상의 패드 및 상기 기판의 패드의 각각의 산화막이 제거되는 것을 더 포함하는 레이저 접합 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 입자는 솔더(solder)를 포함하는 레이저 접합 방법.
  10. 기판 상에 접착층 및 상기 접착층 내에 위치하는 스페이서를 포함하는 접합부를 형성하는 것;
    상기 기판의 반대편에 위치한 상기 접합부의 일면 상에 접합 대상을 정렬시키는 것; 및
    상기 접합부의 반대편에 위치한 상기 접합 대상의 일면에 가압부를 배치하고, 상기 가압부를 통해 상기 접합 대상을 상기 접합부를 향해 가압하는 것;
    상기 가압부에 레이저를 조사하고, 상기 가압부로부터 상기 접합 대상으로 열을 전달하고, 상기 접합 대상으로부터 상기 접합부에 열을 전달하여, 상기 접합부를 가열하는 것; 및
    상기 접합 대상으로부터 상기 접합부로 전달된 열로 상기 접합부와 상기 접합 대상을 접합하는 것; 을 포함하는 레이저 접합 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 접합 대상의 패드와 상기 기판의 패드 사이에 배치되어 상기 접합 대상의 패드와 상기 기판의 패드 사이의 거리를 유지시키는 레이저 접합 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 스페이서는 고분자, 세라믹 또는 산화막이 덮인 금속을 포함하는 레이저 접합 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 접합부는 상기 접착층 내에 제공되는 도전성 입자를 포함하는 레이저 접합 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 접합하는 것은:
    상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것; 및
    상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것; 을 포함하는 레이저 접합 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 도전성 입자의 상부가 상기 접합 대상의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 상부와 상기 접합 대상의 패드가 상부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하고,
    상기 도전성 입자의 하부가 상기 기판의 패드와 접합되는 것은 상기 도전성 입자의 하부와 상기 기판의 패드가 하부 금속간 화합물을 형성하는 것을 포함하는 레이저 접합 방법.
  16. 삭제
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