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온도/습도 시험, 온도 싸이클링 시험 및 고온유지 시험에 따른 Package-on-Package의 신뢰성
Reliability Characteristics of a Package-on-Package with Temperature/Humidity Test, Temperature Cycling Test, and High Temperature Storage Test 원문보기

마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.23 no.3, 2016년, pp.43 - 49  

박동현 (홍익대학교 공과대학 신소재공학과) ,  오태성 (홍익대학교 공과대학 신소재공학과)

초록
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박형 package-on-package에 대해 T/H (temperature/humidity) 시험, TC (temperature cycling) 시험과 HTS(high temperature storage) 시험을 사용하여 신뢰성을 분석하였다. T/H 시험은 $85^{\circ}C/85%$의 조건으로 500시간, TC 시험은 $-40{\sim}100^{\circ}C$의 조건으로 1000회, HTS 시험은 $155^{\circ}C$의 조건으로 1,000시간 범위에서 평가하였다. 폴리이미드 써멀테이프를 사용하여 제작한 24개의 package-on-package (PoP) 시편에 대해 신뢰성 시험 전에 측정한 솔더접속 배선의 평균저항은 $0.56{\pm}0.05{\Omega}$이었으며, 24개 시편에서 모두 유사한 값이 측정되었다. 500시간까지의 T/H 시험, 1000회의 TC 시험 및 1,000시간까지의 HTS 시험후에도 솔더 접속부의 오픈 불량은 발생하지 않았다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Reliability characteristics of thin package-on-packages were evaluated using T/H (temperature/humidity) test at $85^{\circ}C/85%$ for 500 hours, TC (temperature cycling) test at $-40{\sim}100^{\circ}C$ for 1,000 cycles, and HTS (high temperature storage) test at $155^{\cir...

주제어

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문제 정의

  • 6, 8, 10에서 관찰한 솔더 접속 부의 높이는 165~230 μm 범위로 시편마다 약간의 차이가 발생하였다. 이와 같은 시편에 따른 솔더 접속부의 높이 차이는 본 연구에서 warpage 방지기술을 lab scale로 구현하기 위해 상부와 하부 패키지들을 폴리이미드 써멀 테이프를 사용하여 수작업으로 유리판에 접착/고정시키는 공정에서 오차가 발생한 것으로 판단된다. 이와 같은 공정오차를 최소화할 수 있도록 공정기술을 보완하면 폴리이미드 써멀테이프를 이용한 PoP 적층공정으로 더욱 균일한 PoP 시편들을 만드는 것이 가능할 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
삼차원 적층 패키징 기술에는 어떤 것들이 있는가? 휴대성이 기기 성능을 좌우하는 가장 중요한 인자들 중의 하나로 작용하는 모바일 기기에 적용하기 위한 반도체 패키징을 위해 through-Si-via (TSV), system-in-package (SiP), package-on-package (PoP)와 같은 삼차원 적층 패키징 기술들이 활발히 연구되고 있다.1-5)이들 삼차원 패키징 기술중에서 PoP 기술은 기존에 개별적으로 성능이 검증된 다양한 상부 패키지와 하부 패키지를 적층하여 조합하여 새로운 성능을 갖는 제품 생산이 가능하며, 상부 패키지와 하부 패키지들을 미리 개별적으로 테스트하여 known good die (KGD) 패키지들을 선별하여 사용하는 것이 가능하다.
PoP 기술의 특징은? 휴대성이 기기 성능을 좌우하는 가장 중요한 인자들 중의 하나로 작용하는 모바일 기기에 적용하기 위한 반도체 패키징을 위해 through-Si-via (TSV), system-in-package (SiP), package-on-package (PoP)와 같은 삼차원 적층 패키징 기술들이 활발히 연구되고 있다.1-5)이들 삼차원 패키징 기술중에서 PoP 기술은 기존에 개별적으로 성능이 검증된 다양한 상부 패키지와 하부 패키지를 적층하여 조합하여 새로운 성능을 갖는 제품 생산이 가능하며, 상부 패키지와 하부 패키지들을 미리 개별적으로 테스트하여 known good die (KGD) 패키지들을 선별하여 사용하는 것이 가능하다. 따라서 bare 칩들을 적층하여 일체화 하는TSV 기술에 비해 다양한 기능의 소자를 구현할 수 있으며, 새로운 제품에 대한 개발시간이 짧고 개발비용이 저렴하며 최종 패키지 제품의 수율을 높일 수 있는 장점이 있다.
PoP 기술의 장점은? 1-5)이들 삼차원 패키징 기술중에서 PoP 기술은 기존에 개별적으로 성능이 검증된 다양한 상부 패키지와 하부 패키지를 적층하여 조합하여 새로운 성능을 갖는 제품 생산이 가능하며, 상부 패키지와 하부 패키지들을 미리 개별적으로 테스트하여 known good die (KGD) 패키지들을 선별하여 사용하는 것이 가능하다. 따라서 bare 칩들을 적층하여 일체화 하는TSV 기술에 비해 다양한 기능의 소자를 구현할 수 있으며, 새로운 제품에 대한 개발시간이 짧고 개발비용이 저렴하며 최종 패키지 제품의 수율을 높일 수 있는 장점이 있다.1-9)
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참고문헌 (25)

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  21. J. M. Koo, B. Q. Vu, Y. N. Kim, J. B. Lee, J. W. Kim, D. U. Kim, J. H. Moon and S. B. Jung, "Mechanical and Electrical Properties of Cu/Sn-3.5Ag/Cu Ball Grid Array (BGA) Solder Joints after Multiple Reflows", J. Electron. Mater., 37, 118 (2008). 

  22. N. Boyard, A. Millischer, V. Sobotka, J. Bailleul and D. Delaunay, "Behaviour of a Moulded Composite Part: Modelling of Dilatometric Curve (Constant Pressure) or Pressure (Constant Volume) with Temperature and Conversion Degree Gradients", Composites Sci. Technol., 67, 943 (2007). 

  23. S. Y. Yang, Y. Jeon, S. Lee and K. Paik, "Solder Reflow Process Induced Residual Warpage Measurement and Its Influence on Reliability of Flip-chip Electronic Packages", Microelectron. Reliab., 46, 512 (2006). 

  24. S. Michaelides and S. K. Sitaraman, "Die Cracking and Reliable Die Design for Flip-chip Assemblies", IEEE Trans. Adv. Packag., 22, 602 (1999). 

  25. Y. Sawada, K. Harada and H. Fujioka, "Study of Package Warp Behavior for High-performance Flip-chip BGA", Microelectron. Reliab., 43, 465 (2003). 

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