• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.17 no.4
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• pp.448-453
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• 2006

Porous Co-P catalysts electroplated on Cu in chloride based solution with an addition of $NaH_2PO_2$ and glycine were developed for hydrogen generation from alkaline $NaBH_4$ solution. The microstructures of the Co-P catalysts and their hydrogen generation properties were analyzed as a function of cathodic current density and plating time during the electrodeposition. Amorphous Co-P electrodeposits with porous structure was formed on Cu at cathodic current density of $0.05\;A/cm^2$, and showed very high hydrogen generation rate in alkaline $NaBH_4$ solution due to an increase in the surface area of the catalyst as well as the catalytic activity. The Co-P catalyst, which was obtained at cathodic current density of $0.05\;A/cm^2$ for 5 min, exhibited the best hydrogen generation rate of 2290 ml/min.g-catalyst in 1 wt. % NaOH+10 wt. % $NaBH_4$ solution at $30^{\circ}C$.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.15 no.2
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• pp.47-54
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• 2008

In this paper, we studied how and why did abnormal IMC growth at component affect on board level mechanical reliability. First, interfacial reactions between Sn2.5Ag0.5Cu solder and electrolytic Ni/Au UBM of component side were investigated with reflow times and thermal aging time. Also, to compare mechanical reliability of component level, shear energy was evaluated using the ball shear test conducted with variation of shear tip speed. Finally, to evaluate mechanical reliability of board level, we surface-mounted component fabricated with each condition on PCB side. After conducting of 3 point bending test and impact test, we confirmed solder joint crack mode using cross-sectioning and dye & pry penetration method.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.11 no.5
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• pp.222-225
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• 2001

The planar type inductors have a good potential for the application of miniaturized low power DC-DC converters. For those high quality application, the reduction of coil loss and also magnetic films which have good high frequency properties are required. Fabricated inductor was consisted of FeTaN/Ti magnetic film and electroplated Cu coil thickness of 100$\mu\textrm{m}$ and $SiO_2$ as a insulating layer. The inductor was designed double rectangular spiral shape for magnetic field highly confining within the device. The measured value of inductance and resistance were 980 nH and 1.7 $\Omega$ at 1 MHz as operating frequency of device. The Q factor is 3.55 at 1 MHz.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.8 no.4
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• pp.241-248
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• 1998

In accordance with tendency to miniaturization and high frequency operation of electronic products, extensive efforts of miniaturizing magnetic devices such as inductors, transformers and magnetic sensors are being made. In order to study on fabrication and characteristic of micro-magnetic devices, we carried out two sets of experiments. One is to develop a magnetic film that is suitable for high frequency operation, and the other is to develop the fabrication processes for realizing the micro-coil with meander shape. Magnetic films were composed of FeTa(N,C) fabricated by DC magnetron sputtering system. Their microstructures were nanocrystalline structure and magnetic properties showed Bs:13~17 kG, Hc:0.1~0.2 Oe and $\mu$':2000~4000. Cu coil pattern fabricated by selective electroplating process showed good electrical conductivity. In the case of air core inductors, inductance (L) of 50 nH, resonance frequency $(f_R)$ of 700 MHz, and quality factor (Q) of 30 at 200 MHz could be obtained. In the case of close type magnetic inductors, inductance (L) of 150 nH, resonance frequency $(f_R)$ of 100 MHz, and quality factor (Q) of 4 at 10~30 MHz could be obtained.

• Journal of Energy Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.254-264
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• 2012

Rayleigh-Benard natural convection experiments were carried out as the preliminary experiment to simulate the natural convection of the core melt at the severe accident conditions. This work focused on the influences of plate separation distance(s), the existence of the side walls and crust geometries of upper and lower plates. Based upon the analogy concept, a cupric acid-copper sulfate electroplating system($H_2SO_4-CuSO_4$) was employed as the mass transfer system and measurements were made for $Ra_s$ ranging from $1.06{\times}10^7$ to $2.91{\times}10^{10}$. The test results measured for a single horizontal plate were in good agreement with the correlation reported by McAdams and those for two horizontal plates showed the similar trend to the existing Rayleigh-Benard heat transfer correlations developed by Dropkin and Somerscales, Globe and Dropkin. The measured heat transfer rate decreased with the increasing separation distance between the two plates and became similar to those for a single horizontal plate. Fin arrays mounted on both upper and lower plates enhanced the heat transfer rates. For all cases, the heat transfer rates measured for open side walls are higher than those for closed ones.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.12 no.3 s.36
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• pp.197-205
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• 2005

Development of the packaging is one of the critical issues for commercialization of the RF-MEMS devices. RF MEMS package should be designed to have small size, hermetic protection, good RF performance and high reliability. In addition, packaging should be conducted at sufficiently low temperature. In this paper, a low temperature hermetic wafer level packaging scheme for the RF-MEMS devices is presented. For hermetic sealing, Au-Sn eutectic bonding technology at the temperature below $300{\times}C$ is used. Au-Sn multilayer metallization with a square loop of $70{\mu}m$ in width is performed. The electrical feed-through is achieved by the vertical through-hole via filled with electroplated Cu. The size of the MEMS Package is $1mm\times1mm\times700{\mu}m$. By applying $O_2$ plasma ashing and fabrication process optimization, we can achieve the void-free structure within the bonding interface as well as via hole. The shear strength and hermeticity of the package satisfy the requirements of MIL-STD-883F. Any organic gases or contamination are not observed inside the package. The total insertion loss for the packaging is 0.075 dB at 2 GHz. Furthermore, the robustness of the package is demonstrated by observing no performance degradation and physical damage of the package after several reliability tests.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.14 no.4
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• pp.9-14
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• 2007

In this study, the thermal reliability on flip chip package with non-conductive pastes (NCPs) was evaluated under accelerated conditions. As the number of thermal shock cycle and the dwell time of temperature and humidity condition increased, the electrical resistance of the flip chip package with NCPs increased. These phenomenon was occurred by the crack between Au bump and Au bump and the delamination between chip or substrate and NCPs during the thermal shock and temperature and humidity tests. And the variation of electrical resistance during temperature and humidity test was larger than that during thermal shock test. Therefore it was identified that the flip chip package with NCPs was sensitive to environment with moisture.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.33-33
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• 2007

SoP-L 공정은 유전율이 상이한 재료를 이용하여 PCB 공정이 가능하고 다른 packaging 방법에 비해 공정 시간과 비용이 절약되는 잠정이 있다. 본 연구에서는 SoP-L 기술을 이용하여 Si 기판의 함몰에 판한 공정의 안정도와 함몰 시 제작된 때턴의 특성의 변화에 대해 관찰 하였다. Si 기판의 함몰에 Active device를 이용하여 특성의 변화를 살펴보고 공정의 안정도를 확립하려 했지만 Active device는 측정 시 bias의 확보와 특성의 민감한 변화로 인해 비교적 측정이 용이하고 공정의 test 지표를 삼기 위해 passive device 를 구현하여 함몰해 보았다. Passive device 의 제작 과정은 Si 기판 위에 spin coating을 통해 PI(Poly Imide)를 10um로 적층한 후에 Cr과 Au를 seed layer로 증착을 하였다. 그리고 photo lithography 공정을 통하여 photo resister patterning 후에 전해 Cu 도금을 거쳐 CPW 구조로 $50{\Omega}$ line 과 inductor를 형성하였다. 제작 된 passive device의 함몰 전 특성 추출 data와 SoP-L공정을 통한 함몰 후 추출 data 비교를 통해 특성의 변화와 공정의 안정도를 확립하였다. 차후 안정된 SoP-L 공정을 이용하여 Active device를 함몰 한다면 특성의 변화 없이 size 룰 줄이는 효과와 외부 자극에 신뢰도가 강한 기판이 제작 될 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.102-102
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• 2018

Electronic industry had required the finer size and the higher performance of the device. Therefore, 3-D die stacking technology such as TSV (through silicon via) and micro-bump had been used. Moreover, by the development of the 3-D die stacking technology, 3-D structure such as chip to chip (c2c) and chip to wafer (c2w) had become practicable. These technologies led to the appearance of HBM (high bandwidth memory). HBM was type of the memory, which is composed of several stacked layers of the memory chips. Each memory chips were connected by TSV and micro-bump. Thus, HBM had lower RC delay and higher performance of data processing than the conventional memory. Moreover, due to the development of the IT industry such as, AI (artificial intelligence), IOT (internet of things), and VR (virtual reality), the lower pitch size and the higher density were required to micro-electronics. Particularly, to obtain the fine pitch, some of the method such as copper pillar, nickel diffusion barrier, and tin-silver or tin-silver-copper based bump had been utillized. TCB (thermal compression bonding) and reflow process (thermal aging) were conventional method to bond between tin-silver or tin-silver-copper caps in the temperature range of 200 to 300 degrees. However, because of tin overflow which caused by higher operating temperature than melting point of Tin ($232^{\circ}C$), there would be the danger of bump bridge failure in fine-pitch bonding. Furthermore, regulating the phase of IMC (intermetallic compound) which was located between nickel diffusion barrier and bump, had a lot of problems. For example, an excess of kirkendall void which provides site of brittle fracture occurs at IMC layer after reflow process. The essential solution to reduce the difficulty of bump bonding process is copper to copper direct bonding below $300^{\circ}C$. In this study, in order to improve the problem of bump bonding process, copper to copper direct bonding was performed below $300^{\circ}C$. The driving force of bonding was the self-annealing properties of electrodeposited Cu with high defect density. The self-annealing property originated in high defect density and non-equilibrium grain boundaries at the triple junction. The electrodeposited Cu at high current density and low bath temperature was fabricated by electroplating on copper deposited silicon wafer. The copper-copper bonding experiments was conducted using thermal pressing machine. The condition of investigation such as thermal parameter and pressure parameter were varied to acquire proper bonded specimens. The bonded interface was characterized by SEM (scanning electron microscope) and OM (optical microscope). The density of grain boundary and defects were examined by TEM (transmission electron microscopy).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.