Die Attach Adhesive의 신뢰도 측면의 고려 사항

 

 

1. Ionics
⑴ 부식 Mechanism
Pressure Cooker Test(PCT)시 Package는 121℃의 온도와 103±7KPa(15±1psig)의 Steam압력을 받게 됩니다. 이 Test에서 나타나는 Failure Mechanism은 Wirebonding Pad의 부식입니다. 이러한 Aluminum Pad의 부식 현상은 수분과 Ionic불순물이 동시에 존재할 때 나타납니다. Plastic Package내에 존재할 수 있는 Chloride나 Bromide Ion들은 다음과 같은 화학 반응 과정을 거쳐 얇은 Oxide가 형성된 Aluminum Pad를 부식 시킵니다.

 

 

 

Epoxy의 원자재 중의 하나인 Epichlorohydrin은 원래 Chloride를 함유하고 있습니다. 그러므로 Epoxy Molding Compound나 Ag-Epoxy는 둘 다 Chloride의 원천이 될 수 있습니다.

⑵ Ionic 불순물 측정
Ag-Epoxy의 Ionic 순도 측정은 Ionic Chromatography를 사용함으로써 가능하나 그 결과는 측정 방법에 따라 큰 차이가 나타납니다. 그러므로 여러 Material Supplier들의 Data Sheet상 Ionic순도의 직접 비교는 측정 방법이 같지 않은 이상 무의미합니다.

 

2. Stress 흡수성
Plastic Package는 여러 Test, 특히 열로 인한 Stress Test를 거쳐야만 합니다. 그 예로는 Burn-In, High Temperature Storage Life, Temperature Cycling 및 Thermal Shock등이 있습니다. 그 중 특히 Temperature Cycling이나 Thermal Shock시의 급격한 온도 변화는 Package내에 Stress를 줄 수 있으며, 그 결과 Package내에 Delamination이나 Package Crack같은 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 Test들을 Copper Leadframe에 부착된 큰 Die(>400 x 400 mils. sqr.)에 적용 할 경우 Silicon과 Copper Leadframe의 큰 열팽창 계수(CTE)차이 때문에 접착제의 Stress 흡수성은 필수적입니다. 일반적으로 열로 인한 Stress는 Die가 클수록 그 정도가  심하게 나타나며 때에 따라서는 Die Delamination이나 Package Crack등을 유발시킬 수도 있습니다. Package 내의 접착 상태, 즉 Delamination이나 Void와 같은 결함은 T-SAM(Scanning Acoustic Microscopy)이라는 Test 방법으로 측정이 가능합니다.

 

3. 전기전도도 변화
어떤 Ag-Epoxy는 경화 후 전기전도도 즉, Volume Resistivity에 변화가 올 수 있습니다. 이 변화는 대부분의 IC Application에는 별 지장이 없으나, LED(Light Emitting Diode)의 경우에는 신뢰도 측면에서 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 그 이유로는 Ag-Epoxy의 전기전도도가 Diode Forward Voltage(VF)에 영향을 미치고 VF가 Diode의 Light Output에 직접적으로 영향을 미치기 때문입니다.

 

 

 

 

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