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웨이퍼 본딩 장비용 Uniform Press 개발
Development of Uniform Press for Wafer Bonder 원문보기

대한기계학회 논문집. C, 산업기술과 혁신, v.3 no.4, 2015년, pp.265 - 271  

이창우 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실) ,  하태호 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실) ,  이재학 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실) ,  김승만 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실) ,  김용진 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실) ,  김동훈 (한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 초정밀시스템연구실)

초록
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스마트폰을 비롯한 고성능 모바일 전자기기의 발전에 따라서 경박단소한 전자부품의 요구가 커지고 있으며 이를 위해서 새로운 패키징 방법이 탄생하고 있다. 이러한 새로운 패키징 공정에서 웨이퍼 본딩 공정이 많이 요구되고 있다. 웨이퍼 본딩에서 많이 활용되는 방법이 열 압착 방법으로 가열된 헤드로 웨이퍼에 압력을 가하여 본딩하는 방법이다. 열 압착 방법에서 요구되는 공정조건은 온도 균일성과 Uniform Press이다. 온도 균일성은 마이크로 히터와 열 해석을 통한 설계로 비교적 쉽게 요구조건을 만족 시킬 수 있지만 Uniform Press를 가공과 조립으로만 요구조건을 만족시키기 위해서는 매우 높은 정밀도가 요구된다. 열 압착 방법은 고온에서 동작되므로 열 변형에 대한 기계적인 오차를 고려하여 설계, 가공, 조립이 진행되어야하므로 많은 어려움이 따른다. 본 연구에서는 Air 스프링과 Metal Form의 자가 보정장치를 이용하여 가공, 조립, 열 변형으로 발생하는 기계적 오차를 보상하여 성능과 신뢰성을 향상시켰다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The bonding process should be achieved in vacuum environment to avoid air bubble. In this study, we studied about pressure uniformity that became an issue in thermo compression bonding usually. Uniform press is realized by the method that use air spring and metal form spring. The concept of uniform ...

주제어

#Uniform Press   #Wafer Bonder   #Ultra Thin Wafer   #3D Package   #Temporary Bonding   #De-bonding  

AI 본문요약
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문제 정의

  • Head의 구조를 변경하면 완벽하지는 않지만 균일하중으로 설계가 가능함을 FEM 해석을 통해서 입증하였다. 그러나 Ball을 사용하여 Uniform Press를 구현하는 경우에는 Ball의 중심과 가압하는 힘의 중심이 정확히 일치해야 하므로 역시 가공과 조립오차에 의해서 Press의 성능이 많이 좌우되므로 연구의 목적과 부합하지 않는다.
  • (10~12) 높은 가공 정밀도와 조립 정밀도는 장비 가격을 상승시키고 신뢰성이 낮아진다. 본 연구에서는 이러한 점을 해결하고자 자가 보정기능의 Press Head Unit를 개발하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Yole Development Report, 2012 "Equipment & Materials for 3DIC and Wafer-Level_Packaging." 

  2. Yole Development Report, 2011 "Thin Wafer Manufacturing Equipment & Materials Markets." 

  3. Morrow, P., Kobrinsky, M., Harmes, M., Park, C., Ramanathan, S., Ramachandrarao, V., Park, H., Kloster, G., List, S. and Kim, S. E., 2004, "Wafer Level 3D Interconnect in Cu Bonding," Proc. AMC, 20, pp. 125-130. 

  4. Lai, M., Li, S., Shih, J. and Chen, K., 2011, "Wafer-Level Three-Dimensional Integrated Circuits (3D IC):Schemes," Microelectron. Eng., 88, pp. 3282-3286. 

    상세보기 crossref

  5. Kim, Y., Kang, S. K., Kim, S. and Kim, S. E., 2012, "Wafer Warpage Analysis Of Stacked Wafers for 3D Integration," Microelectron. Eng., 89, pp. 46-49. 

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  6. Choi, M. K. and Kim, E., 2008, "Effect of Si Wafer Ultra-Thinning On The Silicon Surface for 3D Integration," J. Microelectron. Packag. Soc., 15(2), pp. 133-137. 

  7. Kim, S. E., 2013, "Manufacturing Yield Challenges For Wafer-To-Wafer Integration," Journal of the Microelectronics & Packaging Society, Vol. 20, No. 1, pp. 1-5. 

  8. Kim, S. D., Kim, S. E., Kang, S. K., Kim, Y. R., Lee, J. E., Kim, E. S., Lim, N. E. and Jung, T. K., 2011, "Wafer level Cu-Cu Bonding Technology for 3D Packaging," 한국생산제조시스템학회 추계학술대회 논문집, p. 48. 

  9. Hyun-Kee Lee, Young-Sik Kand, Nam-Su Park, Sang-Kee Yoon,Jong-Hwan Min, Yeong-Gyu Lee, 2012, "A Study of Au-Au Thermocompression Wafer Bonding," 대한전기학회 하계학술대회 논문집, pp. 18-20. 

  10. Song, J. Y., Kang, J. H., Lee, C. W., Ha, T. H., Jee, W. H. and Kim, W. K., 2005, "Development of Automatic Bonding System for GaAs Wafer," 한국정밀공학회 추계학술대회 논문집. 

  11. Lee, J. H., Song, J. Y., Kim, H. J., Kim, S. M., Ha, T. H., Lee, C. W., 2014, "Study On Pressure Uniformity of Wafer Bonder," 한국정밀공학회 춘계학술대회 논문집, p. 1057. 

  12. http://www.evgroup.com/ko 

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