• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.11-17
• /
• 2010

차세대 패키징 기술을 실현하기 위해서는 극복해야 할 기술적인 과제들이 많이 존재한다. 그 중에서 솔더 접합부의 EM에 의한 고장은 오랜전부터 알려진 과제이지만, 고밀도화, 파인핏치화, 발열문제가 심각해지면서 현실적인 문제로 인식되기 시작했다. 더욱이 솔더가 무연화 되면서 다양해진 구성원소들의 영향에 대한 연구가 시작되었다. 지금까지의 연구결과를 종합해보면 Sn-Pb 공정솔더 보다 무연솔더는 EM에 대한 저항성이 강한 것으로 보여진다. 하지만, 무연솔더 접합부에서 발생하는 EM현상에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많다. 보이드의 핵 생성 및 성장속도와 전기저항의 급격한 변화와의 관계, Sn 결정립의 방향과 전류밀도에 따른 마이그레이션 속도계수와 수명예측기술, 각종 무연솔더와 시험조건에서의 언더필의 효과 등에 관한 다양한 연구가 필요하다. 또한 무연 플립칩 패키지의 총체적인 신뢰성 확보를 위해, EM과 반도체칩 내부배선의 발열에 기인하는 Thermomigraton, 응력에 기인하는 Stress-migration과의 상관관계에 대한 연구도 요구된다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.313-318
• /
• 2012

본 논문에서는 $30{\mu}m$ 이하의 초 미세 피치를 가진 칩 온 필름(chip-on-film, COF)에서 자주 발생하는 결함을 자동으로 검출할 수 있는 시스템을 제안한다. 개발된 시스템은 초 미세 패턴의 개방 및 단락 결함 뿐만아니라 소프트 개방 및 소프트 단락을 신속히 검출할 수 있는 회로 및 기술이 적용되어 있다. 결함 검출의 기본 원리는 결함 전의 패턴 저항값과 결함 후의 패턴 저항값 차에 의해 발생하는 미세 차동 전압을 읽어서 결함 유무를 판단한다. 또한 미세전압 차를 증폭시켜 결함 유무를 쉽게 판단할 수 있도록 고주파 공진기를 이용한다. 제안된 시스템은 초미세 패턴 COF 검사 과정에서 발생하는 다양한 결함을 신속하고 정확히 검출할 수 있으므로 기존의 COF 검사 시스템의 대안이 될 것으로 기대한다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제48권3호
• /
• pp.25-33
• /
• 2011

Chip 동작 주파수가 상승함에 따라, 온-칩 인터커넥에서 인덕턴스 문제 대한 우려가 증가하고 있다. 본 논문에서는 VLSI 설계에서 인덕턴스 효과가 큰 인터커넥을 선택하는 2단계의 인덕턴스 screening tool을 소개한다. Technology가 scaling함에 따라 인터커넥의 단면이 줄어들어 저항이 증가한다. 저항의 증가는 인덕턴스의 영향을 줄이는 효과가 있다. 따라서 각각 다른 CMOS 공정(0.25${\mu}m$, 0.13${\mu}m$, 90nm)을 사용하여 디자인된 칩을 개발한 tool로 실험함으로써 technology scaling에 따른 인덕턴스 영향을 분석해 보았다. 인덕턴스 screening tool의 결과는 디자인의 0.1% 이내의 net들이 작동 주파수에서 인덕턴스 문제를 보임으로써, 모든 인터커넥에 인덕턴스 모델을 추가하는 대신 인덕턴스 screening을 한 후 필요한 인터커넥에만 추가하는 것이 효율적임을 알 수 있다. 대부분 test chip들이 본래 칩 동작 주파수에서는 인덕턴스 영향이 문제되지 않았지만, 주파수를 높일 경우 문제가 되는 인터커넥들을 찾아낼 수 있었다. 본 연구에서 개발한 인덕턴스 screening tool은 회로 설계자들에게 유용한 지침을 제공할 수 있을 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.37-43
• /
• 2006

플립칩 공정에 Sn 범프를 적용하기 위해 도금전류밀도와 전류모드에 따른 Sn 도금막의 표면 거칠기와 경도를 측정하였다. 전류밀도 $5{\sim}50\;ma/cm^{2}$에서 전기도금한 Sn 도금막은 $2.0{\sim}2.4{\mu}m$의 표면 거칠기를 나타내었으며, 직류모드보다 펄스모드로 형성한 Sn 도금막에서 표면 거칠기가 감소하였다 할로겐 램프를 사용하여 $300^{\circ}C$에서 3초간 유지하는 표면 열처리에 의해 Sn 도금의 표면 거칠기가 $1\;{\mu}m$ 정도로 현저히 저하되었다. 전류밀도 $5{\sim}50mA/cm^{2}$에서 전기도금한 Sn 도금막은 10 Hv의 경도를 나타내었다. Sn 범프들을 이용하여 플립칩 본딩한 시편들은 $33{\sim}17m{\Omega}$의 낮은 접속저항을 나타내었다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
• /
• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
• /
• pp.72-75
• /
• 2003

솔더의 상호확산을 이용한 저온 칩 접합을 구현하기 위하여 $117^{\circ}C$의 공정 온도를 가지는 In과 Sn 솔더패드를 $25\;mm^2$의 접합면적에 형성하고 두 솔더의 융점 보다 낮은 온도인 $120^{\circ}C$에서 접합을 시행하였다. 30초의 반응시간에서도 접합이 이루어 졌으며 반응시간이 지남에 따라 두 솔더가 반응하여 혼합상을 형성하였다. 솔더패드 접합에서 접합부는 낮은 접속저항과 높은 접속강도를 가짐을 확인할 수 있었다. $40\;{\mu}m$의 극미세피치의 In, Sn 솔더 범프를 형성하여 접합부를 형성하였으며 daisy chain을 형성한 접합부를 이용하여 평균 $65\;m\Omega/bump$ 저항값을 얻을 수 있었다. 상온에서 시효후 $54\%$의 접속저항이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
• /
• pp.146-149
• /
• 2007

1) 자체 제작한 NCP인 A, B, C 3종은 상용화 제품에 비해 도포성에 관련한 특성은 우수한 것으로 나타났으나 Tg 등의 열특성은 개선이 필요한 것으로 판단된다. 2) 접합강도의 경우 4종의 큰 차이가 없었으나 필러가 비교적 적은 조성인 B 조성의 경우 가장 큰 접합강도를 나타냈다. 3) NCP A, B, C 3종에 대한 접속저항 측정 결과 필러가 가장 많은 C의 경우가 가장 높은 저항 값을 보였으며 이는 가속 고온 고습 시험에 대한 결과에서도 급격한 접속률 감소를 통해 확인할 수 있다. 4) 시간에 따른 접속저항의 급격한 증가는 NCP 성분 중 친수성을 가진 물질이 있는 것이 원인이라 판단되며 이에 대한 개선을 통해 고습에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 보인다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.76-83
• /
• 2000

CMOS기술의 발전에 의해 연속신호시스템은 상당한 발전을 가져왔다. 이 논문에서는 새로운 CMOS floating저항을 써서 저역통과필터를 설계하고 PSpice Simulation을 통하여 그 특성이 우수함을 입증하였다. 특히, CMOS로 구성되는 새로운 floating저항은 포화영역에서 동작하도록 구현하였다. 이 방법으로 설계된 저역통과필터는 SC필터보다 구조가 더 간단하므로 IC화 할 때 칩 면적을 감소시킬 수 있다.

• 전자공학회논문지SC
• /
• 제40권3호
• /
• pp.135-144
• /
• 2003

본 논문에서는 고속 혼성모드 집적회로를 위한 온-칩(on-chip) CMOS 전류 및 전압 레퍼런스 회로를 제안한다. 제안하는 전류 레퍼런스 회로는 기존의 전류 레퍼런스 회로에서 부정확한 전류 값을 조정하기 위해 주로 사용되는 아날로그 보정 기법과는 달리 디지털 영역에서의 보정 기법을 사용한다. 또한, 제안하는 전압 레퍼런스 회로는 고속으로 동작하는 혼성모드 집적회로의 출력단에서 발생할 수 있는 고주파수의 잡음 성분을 최소한으로 줄이기 위해 고주파 신호 성분에 대해 작은 출력 저항을 볼 수 있는 구조의 레퍼런스 전압 구동회로를 사용한다. 이 레퍼런스 전압 구동회로는 전력 소모 및 칩 면적을 최소화하기 위해서 저 전력의 증폭기와 크기가 작은 온-칩 캐패시터를 사용하여 구현하였다. 제안하는 레퍼런스 회로는 0.18 um n-well CMOS 공정으로 설계 및 제작되었으며, 250 um x 200 um의 면적을 차지한다. 칩 제작 및 측정결과, 제안하는 전류 및 전압 레퍼런스 회로는 공급 전압 및 온도의 변화에 대해서 각각 2.59 %/V와 48 ppm/℃의 변화율을 보인다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.59-65
• /
• 2011

소형화, 박형화 및 집적화의 경향에 따라 FCBGA가 휴대폰과 같은 전자제품에 활발히 사용되고 있다. 그러나, 플립칩은 전기적 저항에 의한 열이 필연적으로 발생하며, 발생된 열은 패키지의 소형화에 따라 열의 분산 면적 감소로 인하여 발열의 증가가 나타나게 된다. 발열은 온도와 응력에 민감하게 반응하는 소자의 수명을 저해하고, 시스템에 있어 고장의 발생을 가져올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 플립칩의 발열문제를 해결하기 위하여 Comsol 3.5a의 heat transfer module을 이용하여 FCBGA의 발열 특성을 정량적으로 분석하였다. 그리고 열 문제를 해결하기 위하여 시뮬레이션을 통한 새로운 마이크로 구조가 부착된 플립칩을 제안하였다. 또한 마이크로 패턴 구조의 형상, 높이, 간격에 대한 열 소산을 분석함으로써, 기존 플립칩에 비하여 열소산 특성이 18% 향상됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
• /
• pp.158-158
• /
• 2008

모바일 정보통신기기를 중심으로 실장모듈의 초소형화, 고집적화로 인해 접속단자의 피치가 점점 미세화 됨에 따라 플립칩 본딩용 접착제에 함유되는 무기충전제인 실리카 필러의 크기도 미세화되고 있다. 본 연구에서는 NCP (non-conductive paste)의 실리카 필러의 크기가 COB(chip-on-board) 플립칩 패키지의 신뢰성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험에 사용된 실리카 필러는 Fused silica 3 종과 Fumed silica 3종이며 response surface 실험계획법에 따라 혼합하여 최적의 혼합비를 정하였다. 테스트베드로 사용된 실리콘 다이는 투께 $700{\mu}m$, 면적 5.2$\times$7.2mm로 $50\times50{\mu}m$ 크기의 Au 도금범프를 $100{\mu}m$ 피치, peripheral 방식으로 형성시켰으며, 기판은 패드를 Sn으로 finish 하였다. 기판을 플라즈마 전처리 후 Panasonic FCB-3 플립칩 본더를 이용하여 플립칩 본딩을 수행하였다. 패키지의 신뢰성 평가를 위해 $-40^{\circ}C{\sim}80^{\circ}C$의 열충격시험과 $85^{\circ}C$/85%R.H.의 고온고습시험을 수행하였으며 Die shear를 통한 접합 강도와 4-point probe를 통한 접속저항을 측정하였다.