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Kafe 바로가기주관연구기관 | 하나마이크론 |
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연구책임자 | 정진욱 |
참여연구자 | 유세훈 , 오철민 , 김영호 , 좌성훈 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2018-07 |
과제시작연도 | 2017 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200007196 |
과제고유번호 | 1415152425 |
사업명 | 산업소재핵심기술개발 |
DB 구축일자 | 2022-09-03 |
키워드 | 초미세피치.열압착.접합.고속.모바일.패키지.ultrafine pitch.thermocompression.joining.high speed.mobile.package. |
3. 개발결과 요약
최종목표
20um급 초미세피치 모바일패키지용 6 sec/chip이하 고속 열압착 접합기술 개발을 위한 접합 공정, 소재, 장치 및 신뢰성 기술 개발
개발내용 및 결과
o 20um 초미세피치 bump 설계 및 개발
- 20um pitch를 갖는 Cu pillar bump wafer 설계 및 개발
: Bump height : 15um (Cu 6um, Ni 1um, SnAg 8um)
: Bump Q’ty / 1 chip : 14,240 ea
: Chip Q’ty
3. 개발결과 요약
최종목표
20um급 초미세피치 모바일패키지용 6 sec/chip이하 고속 열압착 접합기술 개발을 위한 접합 공정, 소재, 장치 및 신뢰성 기술 개발
개발내용 및 결과
o 20um 초미세피치 bump 설계 및 개발
- 20um pitch를 갖는 Cu pillar bump wafer 설계 및 개발
: Bump height : 15um (Cu 6um, Ni 1um, SnAg 8um)
: Bump Q’ty / 1 chip : 14,240 ea
: Chip Q’ty / 1 wafer : 410 ea
o 20um 초미세피치 열압착 접합 기술 개발
- Laser TCB를 통한 20um 초미세피치 접합 기술 개발
: Bonding tool 가열면적 제어 및 온도 균일도 향상 기술 개발
: Bonding time 5.67초 달성
- 20um pitch를 갖는 플립칩 패키지 시제품 개발
: 20um pitch를 갖는 bump wafer chip bonding 결과 이상 없음
: Mold 후 SAT 검사 결과 inner void 없이 mold 진행 됨.
: Saw 및 solder ball attach 공정 후 0.9mmt의 반도체 패키지 구현 완료
o 고신뢰성 NCA 소재 기술 개발
- 공정 분위기 관리를 통한 고순도 에폭시 레진 탈가스 기술 개발 및 포물레이션 최적화를 통한 속경화형 NCA 기술 개발
- 특성 비교 시 상용 NCA와 비슷한 수준임을 확인함.
o 20um 초미세피치 접합부 신뢰성 및 내구성 검증 기술 개발
- 저항 측정을 통한 접합 내구성 확인
- 고온고습시험, 열적 피로수명, 가속고온고습시험, 이온마이그레이션 시험을 통한 신뢰성 검증 결과 : Pass
o 20um 초미세피치 저온접합 기술 개발
- 150℃ 이하에서 500N 이상의 강한 압력을 통한 접합 및 신뢰성 시험을 통한 접합부 신뢰성 검증
o 시뮬레이션을 통한 최적 공정 조건 및 신뢰성 확보
기술개발 배경
대부분의 메모리는 제품 크기의 한계로 칩의 크기를 늘리지 못하는 반면, 테라비트 급으로 처리속도를 늘리기 위해 칩 접합부의 개수를 10,000개 이상으로 늘려야 하므로, 칩 접합부의 피치가 20um급으로 줄어들어야 하며 이러한 미세피치의 접합부의 요구로 기존에 사용하였던 C4, 언더필, 솔더범프를 더 이상 사용하지 못하게 되고 새로운 방식인 열압착본딩, NCA, 구리기둥범프를 사용해야만 한다.
또한 위와 같이 미세피치화가 되면서 새로 개발해야 하는 기술에 대해 선진국 접합 업체는 양산 준비가 되고 있으나, 국내업체에는 아직 기술력을 확보하지 못하고 있다. 수요산업인 반도체 시장은 우리나라 핵심 전략산업 중의 하나로 2011년 기준으로 3,000억 달러 규모이며, 이 중 메모리반도체의 시장은 2012년 기준 600억 달러 규모이다. 2011년 삼성, 하이닉스 등 국내업체의 세계 D램 점유율은 67.7%로 세계 최고이지만, 반도체 관련 도금 및 접합 업체의 세계시장 점유율은 5.3%로 수요산업에 비해 많이 뒤처지고 있다.
이런 현상은 국내 도금, 접합기업의 기술력이 수요기업의 요구 스펙에 훨씬 못 미치기 때문이며, 따라서 수요기업은 해외에서 소재, 부품 등을 공급받고 있기 때문이다.
따라서, 미세피치 도금 및 대면적, 고속 접합기술을 개발하여 국내 도금/접합 업체가 수요기업에 납품할 수 있는 기술 경쟁력을 갖춰, 시장점유율 높여야만 한다.
핵심개발 기술의 의의
본 개발 기술은 국내 상용화된 제품이 아직 없고 high I/O count를 요구하는 제품의 수요가 증가함에 따라 고신뢰성을 확보할 수 있는 열압착 접합 기술에 대한 요구가 증가되고 있으며 초미세 접합부에 대한 접합 신뢰성 및 소재 신뢰성 확보가 매우 중요함.
또한 Cu pillar를 통한 초미세피치 접합 기술은 제조가 쉬운 Au bump를 적용하는 대신 DDI(display driver IC)와 같은 일부 제품에만 적용 가능했던 것에 반에 메모리뿐만 아니라 센서, 차량용 반도체 등 고정밀도 및 고신뢰성이 요구되는 전반적인 반도체 제품군으로 확장이 가능함.
적용 분야
본 과제를 통해 개발될 고속 메모리용 미세피치 도금, 고속 대면적 접합기술은 최종 적용 시장으로 살펴보면 개인용 스마트 기기, 컴퓨터, 노트북뿐만 아니라 스마트 TV, 셋톱박스, 네트워크, 서버, 자동차, 의료용 디바이스, 군사용으로도 적용 가능함.
(출처 : 초록 5p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
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과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
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