• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.300-305
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• 2018

The uncooled microbolometer thermal sensor for low cost and mass volume was designed to target the new infrared market that includes smart device, automotive, energy management, and so on. The microbolometer sensor features 80x60 pixels low-resolution format and enables the use of wafer-level vacuum packaging (WLVP) technology. Read-out IC (ROIC) implements infrared signal detection and offset correction for fixed pattern noise (FPN) using an internal digital to analog convertor (DAC) value control function. A reliable WLVP thermal sensor was obtained with the design of lid wafer, the formation of Au80%wtSn20% eutectic solder, outgassing control and wafer to wafer bonding condition. The measurement of thermal conductance enables us to inspect the internal atmosphere condition of WLVP microbolometer sensor. The difference between the measurement value and design one is $3.6{\times}10-9$ [W/K] which indicates that thermal loss is mainly on account of floating legs. The mean time to failure (MTTF) of a WLVP thermal sensor is estimated to be about 10.2 years with a confidence level of 95 %. Reliability tests such as high temperature/low temperature, bump, vibration, etc. were also conducted. Devices were found to work properly after accelerated stress tests. A thermal camera with visible camera was developed. The thermal camera is available for non-contact temperature measurement providing an image that merged the thermal image and the visible image.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권4호
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• pp.49-53
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• 2011

TSV(through-silicon-via)를 이용한 3차원 Si 칩 패키징 공정 중 전기 도금을 이용한 비아 홀 내 Cu 고속 충전과 범핑 공정 단순화에 관하여 연구하였다. DRIE(deep reactive ion etching)법을 이용하여 TSV를 제조하였으며, 비아홀 내벽에 $SiO_2$, Ti 및 Au 기능 박막층을 형성하였다. 전도성 금속 충전에서는 비아 홀 내 Cu 충전율을 향상시키기 위하여 PPR(periodic-pulse-reverse) 전류 파형을 인가하였으며, 범프 형성 공정에서는 리소그라피(lithography) 공정을 사용하지 않는 non-PR 범핑법으로 Sn-3.5Ag 범프를 형성하였다. 전기 도금 후, 충전된 비아의 단면 및 범프의 외형을 FESEM(field emission scanning electron microscopy)으로 관찰하였다. 그 결과, Cu 충전에서는 -9.66 $mA/cm^2$의 전류밀도에서 60분간의 도금으로 비아 입구의 도금층 과성장에 의한 결함이 발생하였고, -7.71 $mA/cm^2$에서는 비아의 중간 부분에서의 도금층 과성장에 의한 결함이 발생하였다. 또한 결함이 생성된 Cu 충전물 위에 전기 도금을 이용하여 범프를 형성한 결과, 범프의 모양이 불규칙하고, 균일도가 감소함을 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권1호통권38호
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• pp.23-29
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• 2006

Si-웨이퍼와 FR-4 기판을 상온에서 초음파 접합한 후, 접합부의 신뢰성을 평가하였다. Si-웨이퍼 상의 UBM(Under Bump Metallization)은 위에서부터 Cu/ Ni/ Al을 각각 $0.4{\mu}m,\;0.4{\mu}m,\;0.3{\mu}m$의 두께로 전자빔으로 증착하였다. FR-4 기판위의 패드는 위에서부터 Au/ Ni/ Cu를 각각 $0.05{\mu}m,\;5{\mu}m,\;18{\mu}m$의 두께로 전해 도금하여 형성하였다. 접합용 솔도로는 Sn-3.5wt%Ag을 두께 $100{\mu}m$으로 압연하여 사용하였다. 시편의 초음파 접합을 위하여 초음파 접합 시간을 0.5초에서 3.0초까지 0.5초 단위로 증가시키면서 상온에서 접합하였으며, 이 때 출력은 1,400W로 하였다. 실험 결과, 상온 초음파 접합법에 의해 신뢰성 있는 'Si-웨이퍼/솔더/FR-4기판' 접합부를 얻을 수 있었다. 접합부의 전단 강도는 접합 시간에 따라 증가하여 접합 시간 2.5초에서 65N으로 가장 높게 측정되었다. 이 후 접합 시간 3.0초에서는 전단 강도가 34N으로 감소하였는데, 이는 초음파 접합시간이 과도해지면서 Si-웨이퍼와 솔더 사이의 계면을 따라 균열이 발생되었기 때문으로 판단된다. 초음파 접합에 의해 Si-웨이퍼와 솔더 사이에서 생성된 금속간 화합물은 ($(Cu,Ni)_{6}Sn_{5}$)으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.395-403
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• 2012

오늘날 접합시 열에 의한 재료 손상과 접착제(ACA, NCA) 이용으로 부품간의 정렬이 문제가 되고있다. 따라서, 본 논문은 FPCB 와 HPCB 금속(Au) PAD를 직접 접합하였다. 이때 박막인 재료에 손상을 입히는 열, 부품간의 정렬에 문제가 되는 접착제(ACA, NCA)를 사용하지 않고 상온에서 접합을 하였다. 접합시 초음파 혼을 이용하여 접합을 하였으며, 초음파혼은 40kHz이다. 공정 조건은 접합압력 0.60MPa, 접합시간 0.5, 1.0, 1.5, 2.0sec이다. 또한, 산업에서 요구하는 접합강도는 필강도 테스트 결과값으로 0.60Kgf 이상이며, 본 실험에서는 접합강도가 0.80MPa 이상이 나왔다. 이로서, 열에 의한 재료 손상과, 접 착제(ACA, NCA)에 의한 정렬 문제를 해결하였다. 그리고 산업산업에서 바로 적용하고 생산할 수 있는 FPCB, HPCB 시료 제작을 하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2001년도 Proceedings of 6th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.35-43
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• 2001

Flip chip assembly on organic substrates using ACAs have received much attentions due to many advantages such as easier processing, good electrical performance, lower cost, and low temperature processing compatible with organic substrates. ACAs are generally composed of epoxy polymer resin and small amount of conductive fillers (less than 10 wt.%). As a result, ACAs have almost the same CTE values as an epoxy material itself which are higher than conventional underfill materials which contains lots of fillers. Therefore, it is necessary to lower the CTE value of ACAs to obtain more reliable flip chip assembly on organic substrates using ACAs. To modify the ACA composite materials with some amount of conductive fillers, non-conductive fillers were incorporated into ACAs. In this paper, we investigated the effect of fillers on the thermo-mechanical properties of modified ACA composite materials and the reliability of flip chip assembly on organic substrates using modified ACA composite materials. Contact resistance changes were measured during reliability tests such as thermal cycling, high humidity and temperature, and high temperature at dry condition. It was observed that reliability results were significantly affected by CTEs of ACA materials especially at the thermal cycling test. Results showed that flip chip assembly using modified ACA composites with lower CTEs and higher modulus by loading non-conducting fillers exhibited better contact resistance behavior than conventional ACAs without non-conducting fillers. Microwave model and high-frequency measurement of the ACF flip-chip interconnection was investigated using a microwave network analysis. ACF flip chip interconnection has only below 0.1nH, and very stable up to 13 GHz. Over the 13 GHz, there was significant loss because of epoxy capacitance of ACF. However, the addition of $SiO_2filler$ to the ACF lowered the dielectric constant of the ACF materials resulting in an increase of resonance frequency up to 15 GHz. Our results indicate that the electrical performance of ACF combined with electroless Wi/Au bump interconnection is comparable to that of solder joint.