WO2009104910A2 - 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법 - Google Patents

접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2009104910A2
WO2009104910A2 PCT/KR2009/000791 KR2009000791W WO2009104910A2 WO 2009104910 A2 WO2009104910 A2 WO 2009104910A2 KR 2009000791 W KR2009000791 W KR 2009000791W WO 2009104910 A2 WO2009104910 A2 WO 2009104910A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bonding
pattern
substrate
patterns
joining
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/000791
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009104910A3 (ko
WO2009104910A4 (ko
Inventor
김성욱
Original Assignee
(주)에스엠엘전자
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 (주)에스엠엘전자 filed Critical (주)에스엠엘전자
Priority to EP09712696.5A priority Critical patent/EP2246881A4/en
Priority to US12/918,326 priority patent/US20100327443A1/en
Publication of WO2009104910A2 publication Critical patent/WO2009104910A2/ko
Publication of WO2009104910A3 publication Critical patent/WO2009104910A3/ko
Publication of WO2009104910A4 publication Critical patent/WO2009104910A4/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H05K3/36—Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L2924/01013—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
    • H01L2924/01023—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
    • H01L2924/01029—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
    • H01L2924/01033—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
    • H01L2924/01079—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
    • H01L2924/013—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
    • 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
    • H05K2201/03—Conductive materials
    • H05K2201/0332—Structure of the conductor
    • H05K2201/0364—Conductor shape
    • H05K2201/0373—Conductors having a fine structure, e.g. providing a plurality of contact points with a structured tool

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a bonding structure and a substrate bonding method using the same.
  • substrates may need to be bonded.
  • a bonding material may be applied to either or both of the two substrates. The shape of the bonding material changes during bonding, allowing for sealing or vacuum mounting between two substrates.
  • a structure to be protected such as a circuit, may be located inside the bonding material on the substrate.
  • a pad or the like for electrical connection with an external device may be located outside the bonding material.
  • Embodiments of the present invention can provide a bonding structure and a substrate bonding method using the same, which can reduce or prevent damage due to spreading of the bonding material when bonding two substrates.
  • Bonding structure according to an embodiment, the substrate; And a plurality of bonding patterns positioned on the substrate and spaced apart from each other.
  • a substrate bonding method in another embodiment, includes forming a plurality of bonding patterns spaced apart from each other on a first substrate; And bonding a second substrate on the plurality of bonding patterns.
  • the bonding structure according to an embodiment of the present invention when the substrate is bonded to another substrate, etc., the phenomenon that the device on the substrate or the pad for the electrical connection between the substrate and the external device is damaged due to the spreading of the bonding material Can be reduced or prevented.
  • 1 is a plan view showing a structure for bonding according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a gap between bonding patterns.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a form in which another substrate is bonded to a bonding structure according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a structure for joining according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of a joining structure according to an embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG. 1.
  • the bonding structure may include a substrate 10 and a plurality of bonding patterns 20.
  • Substrate 10 may be made of glass, silicon, or other suitable material.
  • a circuit or an element, a mechanical structure, or the like may be formed on the substrate 10.
  • a plurality of bonding patterns 20 may be located on the substrate 10.
  • the bonding pattern 20 is a portion for bonding the substrate 10 to another structure, and may be made of a material having bonding strength.
  • the bonding pattern 20 may be composed of one or a plurality of layers.
  • the bonding pattern 20 when the bonding pattern 20 is composed of one layer, eutectic solder, high lead solder, lead free solder, gold or gold alloy, etc. It may be a material of the bonding pattern 20.
  • the bonding pattern 20 when the bonding pattern 20 consists of a plurality of layers, the above-mentioned materials and copper or copper alloy, titanium or titanium alloy, chromium or chromium alloy, nickel or nickel alloy, aluminum or aluminum alloy, Various metals, such as vanadium or vanadium alloys, may be composed of two or more combinations.
  • the bonding pattern 20 may be formed by forming and patterning a layer of bonding material on the substrate 10.
  • the number of the bonding patterns 20 shown in FIGS. 1 and 2 is exemplary, and the number of the bonding patterns 20 may vary depending on the size of the substrate to be bonded, the constituent material, and the like.
  • Each of the plurality of bonding patterns 20 may have a shape suitable for bonding the substrate 10 and another structure.
  • the bonding pattern 20 may be a straight line, a broken line, or a curved shape.
  • the bonding pattern 20 may have a closed curve shape.
  • the bonding pattern 20 may be formed in a closed curve along the outline of the substrate 10.
  • the bonding pattern 20 having a linear shape may be formed at a predetermined height h on the substrate 10.
  • the linear bonding pattern 20 may have a predetermined thickness t.
  • the thickness t and the height h of the bonding pattern 20 may be determined based on the process of forming the bonding material.
  • the thickness t of each of the plurality of bonding patterns 20 may be the same as or different from each other.
  • the height h of each of the plurality of bonding patterns 20 may also be the same as or different from each other.
  • the height h of the bonding pattern 20 may be equal to or smaller than the thickness t. Meanwhile, even when a high aspect ratio of the bonding pattern 20 is required, the height h of the bonding pattern 20 may be 10 times or less than the thickness t. As an example, when using the plurality of bonding patterns 20, the thickness t of each bonding pattern 20 may be about 40 ⁇ m, and the height h may be about 30 ⁇ m.
  • each of the bonding patterns 20 may be spaced apart from each other by a predetermined distance d on the substrate 10.
  • the separation distance d between the bonding patterns 20 may be determined based on a height h of the bonding pattern 20, a thickness t, and a process of forming the bonding pattern 20.
  • the separation distance d between the bonding patterns 20 may be 1/2 of the sum of the thickness t of the adjacent bonding patterns 20. However, in consideration of the process margin, the separation distance d may be equal to or less than the sum of the thicknesses t of the adjacent bonding patterns 20. That is, if the thickness t of the adjacent bonding patterns 20 is the same, the separation distance d may be equal to or less than twice (t) the thickness t.
  • the separation distance d between the bonding patterns 20 is the sum of the thickness t of the adjacent bonding patterns 20. It may be less than 1/2.
  • 3 is a schematic view for explaining the separation distance between the bonding pattern in the bonding structure.
  • n bonding patterns 20 1 to 20 n are formed on a substrate.
  • n is the number of showing only a part as the bonding pattern (20 1 ⁇ 20 n) of an arbitrary natural number
  • 3 is the n bonding pattern (20 1 ⁇ 20 n) is not limited to this.
  • a distance between an adjacent i-th bonding pattern 20 i and an (i + 1) th bonding pattern 20 i + 1 is referred to as d i , and each thickness is t. i and t i + 1 .
  • the spacing between the bonding pattern 20, assuming that the material is in all reactions equally spread in both the i-th of the bonding pattern (20 i) and (i + 1) th bonding pattern (20 i + 1) (d i) May be equal to 1/2 of the sum of the thicknesses t i , t i + 1 of both adjacent bonding patterns 20 i , 20 i + 1 .
  • the separation distance d i is equal to the thickness t i and t of both bonding patterns 20 i and 20 i + 1 . may be equal to or less than the sum of i + 1 ).
  • the i-th bonding pattern (20 i) and (i + 1) and a height of about 30 ⁇ m common to the second bonding pattern (20 i + 1), the thickness (t i, t i +1 ) is about 40 ⁇ m and about 30 ⁇ m, respectively, if both bonding pattern 20 i , 20 i + 1 materials react and spread into the space between both bonding patterns 20 i , 20 i + 1
  • the separation distance d i between both the bonding patterns 20 i and 20 i + 1 may be about 70 ⁇ m or less.
  • half of the i-th bonding pattern 20 i and the (i + 1) th bonding pattern 20 i + 1 having a thickness t i , t i + 1 of about 40 ⁇ m and about 30 ⁇ m, respectively.
  • the separation distance d i between both bonding patterns 20 i , 20 i + 1 may be less than about 35 ⁇ m.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a form in which a bonding structure according to an embodiment is bonded to an external substrate.
  • the substrate 30 may be bonded to the plurality of bonding patterns 20.
  • the bonding pattern 20 may be partially melted by placing the substrate 30 on the bonding pattern 20 and applying heat and / or pressure between the substrates 10 and 30.
  • the metal pattern 20 and the substrate 30 may be bonded to each other by the melted bonding pattern 20 material.
  • Substrate 30 may comprise glass, silicon, or other suitable material.
  • each bonding pattern 20 is melted and spreads in a horizontal direction on the substrate 10. Since the plurality of bonding patterns 20 are spaced apart from each other, the bonding patterns 20 may spread to the region B between the bonding patterns 20. As the bonding patterns 20 spread in the horizontal direction, the bonding patterns 20 may be connected to each other. By spreading the bonding pattern 20 into the region B between the bonding patterns 20, the bonding force between the bonding pattern 20 and the substrate 30 is relatively increased even without increasing the region where the bonding pattern 20 is located. Can be improved.
  • the bonding pattern 20 is spread through the region B between the bonding patterns 20, the material of the bonding pattern 20 spreads to the region A outside the region where the plurality of bonding patterns 20 are located.
  • the amount of outgoing can be reduced relatively. Therefore, as the material of the bonding pattern 20 spreads, a phenomenon in which the operation of the device or the pad on the substrate 10 is inhibited may be reduced or prevented.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating a structure for joining according to another embodiment.
  • the bonding structure may include a substrate 10 and a plurality of bonding patterns 41, 42, and 43. Since the structure of the substrate 10 is the same as in the above-described embodiment with reference to FIGS. 1 to 4, a detailed description thereof will be omitted.
  • a plurality of bonding patterns 41, 42, and 43 may be positioned on the substrate 10.
  • the plurality of bonding patterns 41, 42, and 43 may be spaced apart from each other.
  • the plurality of bonding patterns 41, 42, and 43 may be divided into one first bonding pattern 41 and one or more second bonding patterns 42 and 43 according to shapes.
  • the number of the second bonding patterns 42 and 43 illustrated in FIG. 5 is exemplary, and the number of the second bonding patterns 42 and 43 may vary depending on the size of the substrate to be bonded and the constituent material.
  • the first bonding pattern 41 may be positioned at the innermost side of the plurality of bonding patterns 41, 42, and 43. In addition, the first bonding pattern 41 may have a closed curve shape. One or more second bonding patterns 42 and 43 may be positioned to surround the first bonding pattern 41 in turn. In addition, the one or more second bonding patterns 42 and 43 may have openings 200 and 300, respectively.
  • the bonding pattern 42 includes the opening 200, even when other structures are bonded on the plurality of bonding patterns 41, 42, and 43, the gas between the bonding pattern 41 and the bonding pattern 42 is formed in the opening 200. ) May be emitted to the outside of the substrate 10. Similarly, the gas between the bonding pattern 42 and the bonding pattern 43 may be discharged to the outside of the substrate 10 through the opening 300 provided in the bonding pattern 43. As a result, it is possible to prevent the gas from being trapped in the space between the plurality of bonding patterns 41, 42, 43, thereby decreasing the bonding yield.
  • Embodiments of the present invention relate to a bonding structure and a substrate bonding method using the same.

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)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법이 개시된다. 접합용 구조물은 기판; 및 상기 기판상에 위치하며 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 포함할 수 있다. 접합용 구조물을 이용한 기판 접합 방법은, 제1 기판상에 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 복수 개의 접합 패턴상에 제2 기판을 접합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 접합용 구조물을 이용함으로써, 두 기판의 접합 시에 접합 물질의 퍼짐으로 인한 손상을 감소시키거나 또는 방지할 수 있다.

Description

접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법
본 발명의 실시예들은 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 등의 장치를 밀봉 실장 또는 진공 실장하기 위해서는 두 개의 기판을 접합하여야 하는 경우가 있다. 두 개의 기판의 접합 시, 두 개의 기판 중 어느 하나의 기판 또는 양 기판 모두에 접합 물질이 도포될 수 있다. 접합 시에 접합 물질의 형태가 변화하면서 두 개의 기판 사이의 밀봉 실장 또는 진공 실장을 가능하게 한다.
기판상에서 접합 물질의 안쪽에는 회로 등 보호해야 하는 구조물이 위치할 수 있다. 또한, 접합 물질의 바깥쪽에는 외부의 소자와의 전기적 연결을 위한 패드 등이 위치할 수 있다. 두 기판의 접합 시에 접합 물질이 퍼져 접합 물질 안쪽의 구조물 또는 접합 물질 바깥쪽의 패드에 접촉하게 되면 구조물 또는 패드의 동작을 저해할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 두 기판의 접합 시에 접합 물질의 퍼짐으로 인한 손상을 감소시키거나 또는 방지할 수 있는 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 접합용 구조물은, 기판; 및 상기 기판상에 위치하며 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 기판 접합 방법은, 제1 기판상에 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 복수 개의 접합 패턴상에 제2 기판을 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 접합용 구조물을 이용하면, 기판을 다른 기판 등과 접합하는 경우, 접합 물질의 퍼짐으로 인하여 기판상의 소자 또는 기판과 외부 소자의 전기적 연결을 위한 패드 등이 손상되는 현상을 감소시키거나 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 접합용 구조물을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 잇는 선분을 따른 단면도이다.
도 3은 접합 패턴들 사이의 간격을 예시적으로 도시한 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 접합용 구조물에 다른 기판이 접합된 형태를 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 접합용 구조물을 도시한 평면도이다.
이하에서는, 도면을 참조하여 실시예를 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예에 따른 접합용 구조물의 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'를 잇는 선분을 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 접합용 구조물은 기판(10) 및 복수 개의 접합 패턴(20)을 포함할 수 있다. 기판(10)은 유리, 실리콘, 또는 다른 적당한 물질로 이루어질 수 있다. 기판(10)상에는 회로 또는 소자, 기계적 구조물 등이 형성되어 있을 수도 있다.
기판(10)상에는 복수 개의 접합 패턴(20)이 위치할 수 있다. 접합 패턴(20)은 기판(10)을 다른 구조물과 접합하기 위한 부분으로서, 접합력이 있는 물질로 이루어질 수 있다. 접합 패턴(20)은 한 개 또는 복수 개의 층으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 접합 패턴(20)이 한 개의 층으로 구성되는 경우 공융점 솔더(Eutectic solder), 고융점 솔더(High Lead solder), 납이 없는 솔더(Lead free solder), 금 또는 금 합금등이 접합 패턴(20)의 물질이 될 수 있다.
다른 실시예에서, 접합 패턴(20)이 복수 개의 층으로 구성되는 경우에는 위에 언급된 물질들과 구리 또는 구리 함금, 티타늄 또는 티타늄 합금, 크롬 또는 크롬 합금, 니켈 또는 니켈 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 바나듐 또는 바나듐 합금 등 다양한 금속이 둘 이상의 조합으로 구성될 수도 있다.
접합 패턴(20)은 기판(10)상에 접합 물질의 층을 형성하고 이를 패터닝함으로써 형성될 수도 있다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 접합 패턴(20)의 수는 예시적인 것으로서, 접합 패턴(20)의 수는 접합하고자 하는 기판의 크기 및 구성 물질 등에 따라 상이할 수 있다.
복수 개의 접합 패턴(20) 각각은 기판(10)과 다른 구조물을 접합하기에 적당한 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 접합 패턴(20)은 직선, 꺾인 선 또는 곡선 형상일 수 있다. 나아가, 접합 패턴(20)은 폐곡선 형상일 수도 있다. 예컨대, 접합 패턴(20)은 기판(10)의 외곽선을 따라 폐곡선 형상으로 형성될 수도 있다.
선 형상을 갖는 접합 패턴(20)은, 기판(10)상에서 소정의 높이(h)로 형성될 수 있다. 또한, 선 형상의 접합 패턴(20)은 소정의 두께(t)를 가질 수 있다. 접합 패턴(20)의 두께(t) 및 높이(h)는 접합 물질을 형성하는 공정에 기초하여 결정될 수도 있다. 복수 개의 접합 패턴(20) 각각의 두께(t)는 서로 동일할 수 있으며, 또는 서로 상이할 수도 있다. 마찬가지로, 복수 개의 접합 패턴(20) 각각의 높이(h) 역시 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다.
예를 들어, 접합되는 두 기판 사이의 이격 높이를 크게 하지 않으려는 응용에서는 접합 패턴(20)의 높이(h)는 두께(t)보다 같거나 작을 수 있다. 한편, 접합 패턴(20)의 고종횡비를 요구하는 경우에도 접합 패턴(20)의 높이(h)는 두께(t)의 10배 이하일 수 있다. 일 실시예로서는 복수 개의 접합 패턴(20)을 이용하는 경우에 각 접합 패턴(20)의 두께(t)는 약 40㎛이고, 높이(h)는 약 30㎛ 일 수도 있다.
한편, 접합 패턴(20) 각각은 기판(10)상에서 소정의 거리(d)만큼 서로 이격될 수 있다. 접합 패턴(20)사이의 이격 거리(d)는 접합 패턴(20)의 높이(h), 두께(t) 및 접합 패턴(20)을 형성하는 공정에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 접합 패턴(20) 사이의 이격 거리(d)는 인접하는 접합 패턴(20)의 두께(t)의 합의 1/2일 수 있다. 그러나 공정 마진을 고려하여, 상기 이격 거리(d)는 인접하는 접합 패턴(20)의 두께(t)의 합 이하일 수도 있다. 즉, 인접하는 접합 패턴(20)의 두께(t)가 동일하다면 이격 거리(d)는 상기 두께(t)의 두배(2t) 이하일 수 있다.
또한, 다른 실시예에서, 접합 패턴(20)의 일부 물질만이 접합에 사용되는 경우, 접합 패턴(20) 사이의 이격 거리(d)는 인접하는 접합 패턴(20)의 두께(t)의 합의 1/2 보다 작을 수도 있다.
도 3은 접합용 구조물에서 접합 패턴 사이의 이격 거리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3의 개략도는 n개의 접합 패턴(201 ~ 20n)이 기판위에 형성되어 있는 예시이다. 여기서 n은 임의의 자연수이며, 도 3 은 n개의 접합 패턴(201 ~ 20n) 중 일부만을 도시한 것으로서 접합 패턴(201 ~ 20n)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 인접하는 i번째의 접합 패턴(20i)과 (i+1)번째 접합 패턴(20i+1) 사이의 이격 거리를 di 라고 하고, 각각의 두께를 ti와 ti+1 라고 할 수 있다. 이때 인접하는 i번째의 접합 패턴(20i)과 (i+1)번째 접합 패턴(20i+1)은 동일한 두께(ti = ti+1)일 수 있고, 서로 상이한 두께(ti ≠ ti+1)일 수 있다.
접합 패턴(20) 물질이 모두 반응하여 양쪽으로 동일하게 퍼지는 것을 가정하면 i번째의 접합 패턴(20i)과 (i+1)번째 접합 패턴(20i+1) 사이의 이격 거리(di)는 인접하는 양 접합 패턴(20i, 20i+1)의 두께(ti, ti+1)의 합의 1/2과 동일할 수 있다. 그러나 접합 패턴(20i, 20i+1)의 두께(t)의 공정시 변화를 고려하면 이격 거리(di)는 양 접합 패턴(20i, 20i+1)의 두께(ti, ti+1)의 합 이하일 수도 있다.
예를 들면, 일 실시예에서, i번째의 접합 패턴(20i)과 (i+1)번째 접합 패턴(20i+1)의 높이가 공통적으로 약 30㎛ 이고, 두께(ti, ti+1)가 각각 약 40㎛ 및 약 30㎛ 인 경우, 양 접합 패턴(20i, 20i+1) 물질이 모두 반응하여 양 접합 패턴(20i, 20i+1) 사이의 공간으로 퍼진다면 양 접합 패턴(20i, 20i+1) 사이의 이격 거리(di)는 약 70㎛ 이하일 수 있다.
다른 실시예에서, 만약 접합 패턴(20i, 20i+1)의 물질 중 일부분만이 접합에 참여하고 일부분은 접합 기판간의 이격거리를 유지하는 경우라면, 양 접합 패턴(20i, 20i+1)의 이격 거리(di)는 양 접합 패턴(20i, 20i+1)의 두께(ti, ti+1)의 합의 1/2보다 작을 수도 있다. 예를 들어, 두께(ti, ti+1)가 각각 약 40㎛ 및 약 30㎛인 i번째의 접합 패턴(20i)과 (i+1)번째 접합 패턴(20i+1)의 절반 부분만 반응한다고 가정하면, 양 접합 패턴(20i, 20i+1) 사이의 이격 거리(di)는 약 35㎛ 보다 작을 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 접합용 구조물이 외부의 기판과 접합된 형태를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 복수 개의 접합 패턴(20)의 상부에 기판(30)이 접합될 수 있다. 예컨대, 접합 패턴(20) 상에 기판(30)을 위치시키고, 양 기판(10, 30) 사이에 열 및/또는 압력을 인가함으로써 접합 패턴(20)을 부분적으로 용융시킬 수 있다. 용융된 접합 패턴(20) 물질에 의하여 금속 패턴(20)과 기판(30)이 서로 접합될 수 있다. 기판(30)은 유리, 실리콘, 또는 다른 적당한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 각 접합 패턴(20)은 용융되면서 기판(10)상에서 수평 방향으로 퍼지게 된다. 복수 개의 접합 패턴(20)이 서로 이격되어 있으므로, 각 접합 패턴(20) 사이의 영역(B)으로 접합 패턴(20)이 퍼질 수 있다. 각 접합 패턴(20)이 수평 방향으로 퍼짐에 따라 접합 패턴(20)끼리 서로 연결될 수도 있다. 각 접합 패턴(20) 사이의 영역(B)으로 접합 패턴(20)이 퍼짐으로써, 접합 패턴(20)이 위치하는 영역을 증가시키지 않더라도 접합 패턴(20)과 기판(30)의 접합력이 상대적으로 향상될 수 있다.
또한, 각 접합 패턴(20)사이의 영역(B)으로 접합 패턴(20)이 퍼지게 되므로, 복수 개의 접합 패턴(20)이 위치하는 영역 외부의 영역(A)으로 접합 패턴(20) 물질이 퍼져나가는 양이 상대적으로 감소될 수 있다. 따라서, 접합 패턴(20) 물질이 퍼짐에 따라 기판(10)상의 소자 또는 패드의 동작이 저해되는 현상을 감소하거나 방지할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 접합용 구조물을 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 접합용 구조물은 기판(10) 및 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43)을 포함할 수 있다. 기판(10)의 구성은 도 1 내지 도 4을 참조하여 전술한 실시예에서와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
기판(10) 상에는 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43)이 위치할 수 있다. 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43)은 서로 이격될 수 있다. 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43)은 형상에 따라 하나의 제1 접합 패턴(41) 및 하나 이상의 제2 접합 패턴(42, 43)으로 구분될 수 있다.
도 5에 도시된 제2 접합 패턴(42, 43)의 개수는 예시적인 것으로서, 제2 접합 패턴(42, 43)의 수는 접합하고자 하는 기판의 크기 및 구성 물질 등에 따라 상이할 수 있다.
제1 접합 패턴(41)은 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43) 중 가장 안쪽에 위치할 수 있다. 또한, 제1 접합 패턴(41)은 폐곡선 형상을 가질 수 있다. 하나 이상의 제2 접합 패턴(42, 43)은 차례로 제1 접합 패턴(41)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 제2 접합 패턴(42, 43)은 각각 개구부(200, 300)를 구비할 수 있다.
접합 패턴(42)이 개구부(200)를 구비하고 있으므로, 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43) 위에 다른 구조물이 접합되더라도 접합 패턴(41)과 접합 패턴(42) 사이의 기체가 개구부(200)를 통하여 기판(10)외부로 방출될 수 있다. 마찬가지로, 접합 패턴(42)과 접합 패턴(43) 사이의 기체는, 접합 패턴(43)에 구비된 개구부(300)를 통하여 기판(10) 외부로 방출될 수 있다. 결과적으로, 복수 개의 접합 패턴(41, 42, 43) 사이의 공간에 기체가 갇혀 접합 수율이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
본 발명의 실시예들은 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법에 관한 것이다.

Claims (17)

  1. 기판; 및
    상기 기판상에 위치하며 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접합 패턴은 직선 형상, 꺾인 선 형상, 또는 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 접합 패턴은 폐곡선 형상인 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 기판으로부터 상기 접합 패턴의 높이는 상기 접합 패턴의 두께의 10배 이하인 것을 특징으로 하는 접합용 구조물
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 복수 개의 접합 패턴 중 인접하는 접합 패턴들 사이의 간격은 상기 인접하는 접합 패턴들의 두께의 합 이하인 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 개의 접합 패턴은,
    폐곡선 형상의 제1 접합 패턴; 및
    상기 제1 접합 패턴을 둘러싸며 개구부를 포함하는 하나 이상의 제2 접합 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 접합 패턴은, 공융점 솔더, 고융점 솔더, 납이 없는 솔더, 금 또는 금 합금을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 접합 패턴은, 공융점 솔더, 고융점 솔더, 납이 없는 솔더, 금, 금 합금, 구리, 구리 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 크롬, 크롬 합금, 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 바나듐 및 바나듐 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 복수 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 접합용 구조물.
  9. 제1 기판상에 서로 이격된 복수 개의 접합 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 복수 개의 접합 패턴상에 제2 기판을 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 복수 개의 접합 패턴상에 상기 제2 기판을 접합하는 단계는, 상기 복수 개의 접합 패턴을 용융시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 접합 패턴은 직선 형상, 꺾인 선 형상, 또는 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 접합 패턴은 폐곡선 형상인 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 기판으로부터 상기 접합 패턴의 높이는 상기 접합 패턴의 두께의 10배 이하인 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 복수 개의 접합 패턴 중 인접하는 접합 패턴들 사이의 간격은 상기 인접하는 접합 패턴들의 두께의 합 이하인 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 복수 개의 접합 패턴은,
    폐곡선 형상의 제1 접합 패턴; 및
    상기 제1 접합 패턴을 둘러싸며 개구부를 포함하는 하나 이상의 제2 접합 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 접합 패턴은, 공융점 솔더, 고융점 솔더, 납이 없는 솔더, 금 또는 금 합금을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
  17. 제 9항에 있어서,
    상기 접합 패턴은, 공융점 솔더, 고융점 솔더, 납이 없는 솔더, 금, 금 합금, 구리, 구리 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 크롬, 크롬 합금, 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 바나듐 및 바나듐 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 복수 개를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 방법.
PCT/KR2009/000791 2008-02-22 2009-02-19 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법 WO2009104910A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09712696.5A EP2246881A4 (en) 2008-02-22 2009-02-19 LINK STRUCTURE AND METHOD OF BONDING SUBSTRATES USING THE STRUCTURE
US12/918,326 US20100327443A1 (en) 2008-02-22 2009-02-19 Joining structure and a substrate-joining method using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0016332 2008-02-22
KR20080016332 2008-02-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2009104910A2 true WO2009104910A2 (ko) 2009-08-27
WO2009104910A3 WO2009104910A3 (ko) 2009-10-22
WO2009104910A4 WO2009104910A4 (ko) 2010-01-14

Family

ID=40986052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/000791 WO2009104910A2 (ko) 2008-02-22 2009-02-19 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100327443A1 (ko)
EP (1) EP2246881A4 (ko)
KR (1) KR101043644B1 (ko)
WO (1) WO2009104910A2 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2608255A1 (en) 2011-12-23 2013-06-26 Micronit Microfluidics B.V. Method of bonding two substrates and device manufactured thereby
US10886250B2 (en) 2015-07-10 2021-01-05 Invensas Corporation Structures and methods for low temperature bonding using nanoparticles
TWI822659B (zh) 2016-10-27 2023-11-21 美商艾德亞半導體科技有限責任公司 用於低溫接合的結構和方法
US10515913B2 (en) 2017-03-17 2019-12-24 Invensas Bonding Technologies, Inc. Multi-metal contact structure
US10446441B2 (en) 2017-06-05 2019-10-15 Invensas Corporation Flat metal features for microelectronics applications
US10790262B2 (en) * 2018-04-11 2020-09-29 Invensas Bonding Technologies, Inc. Low temperature bonded structures
US11735523B2 (en) 2020-05-19 2023-08-22 Adeia Semiconductor Bonding Technologies Inc. Laterally unconfined structure

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302931A (ja) * 1993-04-12 1994-10-28 Sharp Corp プリント基板
EP1272422A2 (en) * 2000-02-02 2003-01-08 Raytheon Company Vacuum package fabrication of microelectromechanical system devices with integrated circuit components
US6479320B1 (en) * 2000-02-02 2002-11-12 Raytheon Company Vacuum package fabrication of microelectromechanical system devices with integrated circuit components
US6458623B1 (en) * 2001-01-17 2002-10-01 International Business Machines Corporation Conductive adhesive interconnection with insulating polymer carrier
JP2003051667A (ja) 2001-08-07 2003-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント配線基板
JP2003178624A (ja) * 2001-12-12 2003-06-27 Idemitsu Kosan Co Ltd 樹脂被膜金属粒子、接合材料、電子回路基板及びそれらの製造方法
JP2006120940A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Sharp Corp 電子部品実装基板、加熱装置及びシールドケース装着方法
KR100498708B1 (ko) * 2004-11-08 2005-07-01 옵토팩 주식회사 반도체 소자용 전자패키지 및 그 패키징 방법
KR100783102B1 (ko) * 2005-01-14 2007-12-07 삼성전자주식회사 솔더 기둥을 이용한 반도체 패키지의 기판 접합 구조 및방법
JP4331147B2 (ja) * 2005-08-12 2009-09-16 浜松ホトニクス株式会社 光電子増倍管
KR101231243B1 (ko) * 2005-12-21 2013-02-08 매그나칩 반도체 유한회사 Ｍｅｍｓ 패키지 및 그 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None
See also references of EP2246881A4

Also Published As

Publication number Publication date
KR101043644B1 (ko) 2011-06-27
EP2246881A2 (en) 2010-11-03
US20100327443A1 (en) 2010-12-30
EP2246881A4 (en) 2014-07-30
KR20090091036A (ko) 2009-08-26
WO2009104910A3 (ko) 2009-10-22
WO2009104910A4 (ko) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009104910A2 (ko) 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법
JPH10256315A (ja) 半導体チップ付着パッドおよび形成方法
EP0779657A3 (en) Surface-mounted semiconductor package and its manufacturing method
KR20090017447A (ko) 볼 그리드 어레이 패키지를 탑재할 수 있는 인쇄 회로 기판상의 편장형 주변부 솔더 볼 패드
KR20020065045A (ko) 확장 패드들을 포함하는 반도체 칩 패키지
US10433429B2 (en) Method of enhancing fatigue life of grid arrays
EP1039539A3 (en) Ceramic circuit board
JP2009188086A (ja) 回路基板、これを用いた電子機器及び回路基板の製造方法
KR20030044838A (ko) 반도체장치
US6737265B2 (en) Microelectronic unit forming methods and materials
CN102315195A (zh) 一种半导体封装基板及其制备方法
CN100390982C (zh) 半导体装置及半导体装置的制造方法
US5041016A (en) Flexible link connector
WO2012150777A2 (en) The printed circuit board and the method for manufacturing the same
WO2018182327A1 (ko) 반도체 패키지 테스트 소켓 및 그 제작방법
US6627478B2 (en) Method of making a microelectronic assembly with multiple lead deformation using differential thermal expansion/contraction
WO2012005435A1 (en) Manufacturing method of chip package and chip package manufactured using the same
JP4488073B2 (ja) 電気接続装置
US11309238B2 (en) Layout structure of a flexible circuit board
KR102479999B1 (ko) 패키지 기판
CN106560919B (zh) 焊垫及焊垫制作方法
KR101043643B1 (ko) 접합용 구조물 및 이를 이용한 기판 접합 방법
KR101350289B1 (ko) 반도체 구조 및 반도체 패키지 구조
WO2013032279A1 (en) Method of manufacturing substrate for chip packages
KR20000044989A (ko) 멀티 칩 볼 그리드 어레이 패키지

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09712696

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12918326

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009712696

Country of ref document: EP