• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.29-36
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• 2008

본 연구에서는 MEMS 소자의 직접화 및 소형화에 필수적인 through-wafer via interconnect의 신뢰성 문제를 연구하였다. 이를 위하여 Au-Sn eutectic 접합 기술을 이용하여 밀봉(hermetic) 접합을 한 웨이퍼 레벨 MEMS 패키지 소자를 개발하였으며, 전기도금법을 이용하여 수직 through-hole via 내부를 구리로 충전함으로써 전기적 연결을 시도하였다. 제작된 MEMS 패키지의 크기는 $1mm{\times}1mm{\times}700{\mu}m$이었다. 제작된 MEMS패키지의 신뢰성 수행 결과 비아 홀(via hole)주변의 크랙 발생으로 패키지의 파손이 발생하였다. 구리 through-via의 기계적 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 여러 인자들에 대해서 수치적 해석 및 실험적인 연구를 수행하였다. 분석 결과 via hole의 크랙을 발생시킬 수 있는 파괴 인자로서 열팽창 계수의 차이, 비아 홀의 형상, 구리 확산 현상 등이 있었다. 궁극적으로 구리 확산을 방지하고, 전기도금 공정의 접합력을 향상시킬 수 있는 새로운 공정 방식을 적용함으로써 비아 홀 크랙으로 인한 패키지의 파괴를 개선할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제25권1호
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• pp.10-15
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• 2015

높은 전기전도도를 가진 비자성 금속 코어와 연자성 쉘을 가진 복합와이어의 자기임피던스를 원주방향 투자율로 표현하는 모델을 맥스웰 방정식으로부터 유도하였다. Cu(직경 $100{\mu}m$)/$Ni_{80}Fe_{20}$(두께 $15{\mu}m$) 코어/쉘 복합 와이어를 전기도금방법으로 제작하였다. 코어/쉘 복합 와이어의 길이방향으로 10 kHz에서 10 MHz 범위의 주파수를 가지는 교류전류와 0 Oe에서 200 Oe 범위의 직류 자기장을 가하여 임피던스 스펙트럼의 자기장 의존성을 측정하였다. 유도된 모델을 적용하여 측정된 임피던스 스펙트럼으로부터 원주방향 복소 투자율 스펙트럼을 뽑아내었다. 뽑아낸 원주방향 복소 투자율 스펙트럼은 단일 완화주파수의 Debye 식으로 매우 잘 곡선적합되는 완화형 분산을 보였다. 원주방향 복소 투자율 스펙트럼의 자기장 의존성을 분석하여, 본 코어/쉘 복합 와이어의 경우 길이 방향의 자기이방성을 가지며 원주방향으로의 자화회전이 완화형 복소 투자율 스펙트럼에 기여하는 단일 성분이라는 것을 규명하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권4호
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• pp.19-23
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• 2012

최근 발광다이오드(LED)의 출력 성능을 높이고, 전력 소비를 줄이기 위해 LED 패키지 분야에서 실리콘 기판 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 공정 비용이 낮고 생산성이 높은 습식 식각을 이용하여 실리콘 기판의 실리콘 관통 비아 식각 공정을 살펴보았다. KOH를 이용한 양면 습식 식각 공정과 습식 식각과 건식 식각을 병행한 두 가지 공정 방법으로 실리콘 관통 비아를 제작하였고, 식각된 실리콘 관통 비아에 Cu 전극과 배선은 전기도금으로 증착하였다. Cu 전극을 연결하는 배선의 전기저항은 약 $5.5{\Omega}$ 정도로 낮게 나타났고, 실리콘 기판의 열 저항은 4 K/W으로 AlN 세라믹 기판과 비슷한 결과를 보였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권6호
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• pp.114-121
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• 2009

Mobile phone is a representative personal communication tool among wireless communication devices. Recently, with the miniaturization and light-weight trend of mobile phone, the vibration motor has been replaced by coin type. The required performances of coin type vibration motor needed by user are long life, higher vibration, and thin thickness. Also the most important factor determines the performance of vibration motor is long-term reliability, which is mainly related to PCB plating technique for commutator. In this study, three types of fault were categorized to analyze the cause for malfunction of vibration motor. And, hardness and surface morphology on plating surface are also investigated to optimize the plating method and plating conditions. As a result, new plating method and conditions were proposed to increase the durability of PCB commutator.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.123-123
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• 2012

최근 연구되고 있는 TSV(Through Silicon Via) 기술은 Si 웨이퍼 상에 직접 전기적 연결 통로인 관통홀을 형성하는 방법으로 칩간 연결거리를 최소화 할 수 있으며, 부피의 감소, 연결부 단축에 따른 빠른 신호 전달을 가능하게 한다. 이러한 TSV 기술은 최근의 초경량화와 고집적화로 대표되는 전자제품의 요구를 만족시킬 수 있는 차세대 실장법으로 기대를 모으고 있다. 한편, 납땜 재료의 주 원료인 주석은 주로 반도체 소자의 제조, 반도체 칩과 기판의 접합 및 플립 칩 (Flip Chip) 제조시의 범프 형성 등 반도체용 배선재료에 널리 사용되고 있다. 최근에는 납의 유해성 때문에 대부분의 전자제품은 무연솔더를 이용하여 제조되고 있지만, 주석을 이용한 반도체 소자가 고밀도화, 고 용량화 및 미세피치(Fine Pitch)화 되고 있기 때문에, 반도체 칩의 근방에 배치된 주석으로부터 많은 알파 방사선이 방출되어 메모리 셀의 정보를 유실시키는 소프트 에러 (Soft Error)가 발생되는 위험이 많아지고 있다. 이로 인해, 반도체 소자 및 납땜 재료의 주 원료인 주석의 고순도화가 요구되고 있으며, 특히 알파 방사선의 방출이 낮은 로우알파솔더 (Low Alpha Solder)가 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구는 4인치 실리콘 웨이퍼상에 직경 $60{\mu}m$, 깊이 $120{\mu}m$의 비아홀을 형성하고, 비아 홀 내에 기능 박막증착 및 전해도금을 이용하여 전도성 물질인 Cu를 충전한 후 직경 $80{\mu}m$의 로우알파 Sn-1.0Ag-0.5Cu 솔더를 접합 한 후, 접합부 신뢰성 평가를 수행을 위해 고속 전단시험을 실시하였다. 비아 홀 내 미세구조와 범프의 형상 및 전단시험 후 파괴모드의 분석은 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 관찰하였다. 연구 결과 비아의 입구 막힘이나 보이드(Void)와 같은 결함 없이 Cu를 충전하였으며, 고속전단의 경우는 전단 속도가 증가할수록 취성파괴가 증가하는 경향을 보였다. 본 연구를 통하여 전해도금을 이용한 비아 홀 내 Cu의 고속 충전 및 로우알파 솔더 볼의 범프 형성이 가능하였으며, 이로 인한 전자제품의 소프트에러의 감소가 기대된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제14권1호
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• pp.38-43
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• 2007

Cu-Zn alloy nano powders were fabricated by the electrical explosion of Zn-electroplated Cu wire along with commercial brass wire. The powders exploded from brass wire were composed mainly of ${\alpha},{\beta},\;and\;{\gamma}$ phases while those from electroplated wires contained additional Zn-rich phases as ${\varepsilon}$, and Zn. In case of Zn-elec-troplated Cu wire, the mixing time of the two components during explosion might not be long enough to solidify as the phases of lower Zn content. This along with the high vapor pressure of Zn appears to be the reason for the observed shift of explosion products towards the high-Zn phases in electroplated wire system.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.192.2-192.2
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• 2016

최근 차세대 휴대용 전자기기나 전기자동차의 상용화 연구가 활발히 이루어짐에 따라 리튬이온 배터리가 주력 에너지 저장장치로써 활발히 개발되고 있다. 이러한 리튬이온 배터리의 음극 물질로써 주로 탄소재료가 많이 사용되어 왔지만 낮은 이론용량 (372 mAh/g)으로 인하여 좀더 높은 용량을 가지는 금속이나 합금 등이 주목을 받게 되었다. 그 중에서도 주석이 탄소재료에 비해 3배 정도 높은 이론 용량 (993 mAh/g)을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 주석의 경우 리튬이온 배터리의 충방전 과정 중에 급격한 부피 변화가 발생하여 음극이 손상되고 이에 따라 용량이 급격하게 감소하는 한계점이 있다. 이 한계를 극복하기 위한 많은 방법들 중 하나가 구리-주석 합금을 음극으로 사용하는 것이다. 구리는 비활성 금속으로 충방전 중의 부피 변화에 완충제 역할을 하고, 연성과 전기전도성이 있어서 배터리의 전기화학적 성능 또한 향상시켜 준다. 이에 따라, 본 연구에서는 주석이 풍부한 구리-주석 합금 도금을 통하여 구조적으로 튼튼한 리튬이온 배터리의 음극을 만들었고 그 성능을 확인하기 위하여 반쪽전지 실험을 통하여 500회 충방전 동안의 싸이클 특성 및 효율을 확인하였고 순환전압전류 실험 또한 진행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.17-25
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• 2017

최근에 LED나 OLED와 같은 조명용 소자의 온도 상승에 따른 문제점을 개선하기 위하여 전기 도금 방법을 사용하여 제작한 두께가 두꺼운 금속 필름을 heat sink로 사용하고 있다. Cu 필름과 같은 두꺼운 금속 필름은 습식 방법인 전기 도금으로 제작하여 주로 소자의 방열판으로 사용되어 왔으나 건식의 증착 방법을 이용한 수 백 ${\mu}m$의 Cu 금속 필름에 대한 필요성이 요구되고 있다. 본 연구에서 설계 제작된 유도 가열 방식의 Cu 필름 증착 장비는 가열부가 세라믹 도가니 히터 부분과 세라믹 도가니 부분으로 분리된 이중 구조의 heating 방식을 채택하여 열 손실을 최소화 하고 보온 효과를 극대화시켰다. 또한 유도 가열 방식으로 초고속의 필름 증착 속도를 구현하였다. 그리고 열전도도가 높고 안정적인 두꺼운 Cu 필름 증착기술을 확보하고 최적화 하여 $1000{\AA}/s$의 증착율로 $100{\mu}m$의 필름을 증착 하였으며 ~2.0% 이내의 두께 균일도를 얻었다.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.160-165
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• 2001

황산원자를 포함하는 mercapto화합물은 도금시 전착속도를 증가시키는 첨가제로 알려져 있는데, 이 중 4가지의 mercapto 화합물을 선정하여 농도를 변화시켜가며 Hull cell test, Haring-Blum cell test, cathodic polarization, EQCM(Electrochemical Quartz Crystal Microbalance)등을 이용하여 도금특성 및 throwing power를 알아보았다. Cathode polarization 및 EQCM을 통한 구리 전착량을 알아본 결과 4가지의 mercapto 화합물 중 3-mercapto-1-propanesulfonic acid가 activator로서 가장 적당하였으며, 그 농도가 20 ppm에서 throwing power를 증가시키고, 농도 및 활성 과전압이 오직 $Cl^-$만 포함되었을 때보다 cathodic scan시 100 mV 만큼 shift되어 증착속도를 증가시킴을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-55
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• 2015

오늘날 전해동박은 리튬이온전지의 집전체, PCB, FPCB등의 핵심부품으로써, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나 전자 회로의 미세화로 인한 열 발생, 낮은 강도에 의한 신뢰성 하락 등이 문제가 되고 있는 실정이다. 구리에 나노 쌍정을 높은 밀도로 형성하게 되면, 전기 저항의 변화 없이 기계적 강도를 높이는데 도움이 된다. 특히 펄스 전해증착에서는 높은 전류밀도가 인가되기 때문에 고밀도의 나노쌍정을 얻을 수 있다는 점이 여러 논문에서 보고되었다. 이번 연구에서는 펄스도금 조건에서 온도 조건의 변화를 통해 강도가 향상됨을 알 수 있었다.