• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-49
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• 2015

전자 제품의 경박 단소화 및 고집적화가 이루어 지면서 반도체 칩뿐만 아니라 유기 기판도 고집적화가 요구되고 있다. 본 연구는 인쇄회로기판의 미세 피치 회로에 대한 고온고습 전압인가 시험을 실시하여 불량 메커니즘을 연구하였다. $130^{\circ}C/85%RH/3.3V$와 $135^{\circ}C/90%RH/3.3V$ 시험조건에서 고온고습 전압시험(Biased HAST)의 가속 계수는 2.079로 계산되었다. 불량 메커니즘 분석을 위하여 집속이온빔(FIB) 분석이 이용되었다. (+)전극에서는 콜로이드 형태의 $Cu_xO$와 $Cu(OH)_2$가 형성되었으며, (-)전극에서는 수지형태의 Cu가 관찰되었다. 이를 통해 $Cu^{2+}$ 이온과 전자($e^-$)가 결합한 수지상 Cu에 의해 절연파괴가 일어난다는 것을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제33권3호
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• pp.47-53
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• 2015

By the trends of electronic package to be more integrative, the fine Cu trace pitch of organic PCB is required to be a robust design. In this study, the short circuit failure mechanism of PCB with a Cl element under the Temperature humidity bias test ($85^{\circ}C$/85%RH/3.5V) was examined by micro-structural study. A focused ion beam (FIB) and an electron probe micro analysis (EPMA) were used to polish the cross sections to reveal details of the microstructure of the failure mode. It is found that $CuCl_x$ were formed and grown on Cu trace during the $170^{\circ}C$/3hrs and that $CuCl_x$ was decomposed into Cu dendrite and $Cl_2$ gas during the $85^{\circ}C$/85%RH/3.5V. It is suggested that Cu dendrites formed on Cu trace lead to a short circuit failure between a pair of Cu traces.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.265-271
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• 2008

TCP(Tape Carrier Package), COG (Chip On Glass), COF(Chip On Film) are three methods for connecting LDI(LCD Driver IC) with LCD panels. Especially COF is growing its portion of market place because of low cost and fine pitch correspondence. But COF has a problem of the lead broken failure in LCD module process and the usage of customer. During PCB (Printed Circuit Board) bonding process, the mismatch of the coefficient of thermal expansion between PCB and D-IC makes stress-concentration in COF lead, and also D-IC bending process during module assembly process makes the level of stress in COF lead higher. As an affecting factors of lead-broken failure, the effects of SR(Solder Resister) coating on the COF lead, surface roughness and grain size of COF lead, PI(Polyimide) film thickness, lead width and the ACF(Anisotropic Conductive Film) overlap were studied, The optimization of these affecting manufacturing processes and materials were suggested and verified to prevent the lead-broken failure.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권3호
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• pp.10-17
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• 2024

본 논문은 전자 기기의 소형화와 유연성을 실현하기 위한 플렉시블 패키징 핵심 기술 중 하나인 Chip On Film(COF) 기술에 대해 논의합니다. COF는 Display Driver IC(DDI)를 유연한 폴리이미드(Polyimide) 기판에 직접 부착하여, 고해상도 디스플레이의 경량화와 두께 감소를 가능하게 합니다. COF 기술은 주로 Organic Light Emitting Diode(OLED) 디스플레이와 같은 고성능 디스플레이 패널에서 사용되며, 스마트폰과 웨어러블 기기와 같은 휴대용 전자 장치에서 핵심적인 역할을 합니다. 본 연구에서는 COF의 주요 구성 요소 및 본딩 기술의 발전을 분석합니다. 특히, 열압착(Thermo-Compression Bonding), 초음파 본딩(Thermo-sonic Bonding)과 같은 최신 본딩 기법의 도입으로, 본딩 신뢰성 및 전기적 성능이 크게 향상되었습니다. 이러한 본딩 기술은 미세 피치 구조에서 높은 전기적 연결성을 유지하면서도, COF 패키지의 기계적 안정성을 강화합니다. 또한, COF 본딩 기술의 향후 발전 방향과 그에 따른 도전 과제를 논의하며, 차세대 디스플레이 및 Advanced 패키징 기술로서의 가능성을 조망합니다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.35-42
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• 2024

최근 반도체 칩의 소형화 및 고집적화에 따라 미세 피치에 의한 범프 브리지 (bump bridge) 현상이 문제점으로 주목받고 있다. 이에 따라 범프 브리지 현상을 최소화할 수 있는 Cu pillar bump가 미세 피치에 대응하기 위해 반도체 패키지 산업에서 널리 적용되고 있다. 고온의 환경에 노출될 경우, 접합부 계면에 형성되는 금속간화합물(Intermetallic compound, IMC)의 두께가 증가함과 동시에 일부 IMC/Cu 및 IMC 계면 내부에 Kirkendall void가 형성되어 성장하게 된다. IMC의 과도한 성장과 Kirkendall void의 형성 및 성장은 접합부에 대한 기계적 신뢰성을 약화시키기 때문에 이를 제어하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 CS(Cu+ Sn-1.8Ag Solder) 구조 Cu pillar bump의 등온 시효 처리에 따른 접합부 특성 평가가 수행되었으며 그 결과가 보고되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.11-15
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• 2017

실리콘 칩을 적층하는 3D 멀티 플립칩 패키지의 경우 방열문제가 대두됨에 따라 접착 접합부의 열전도도 향상이 요구되고 있다. 본 연구에서는 플립칩 본딩용 비전도성 접착제(NCP)에 있어서 알루미나 필러의 첨가가 NCP의 물성 및 열전도도에 미치는 영향을 조사하였다. 알루미나 필러는 미세피치 플립칩 접속을 위해 평균입도 400 nm의 미세분말을 사용하였다. 알루미나 필러 함량이 0~60 wt%까지 증가함에 따라 60 wt% 첨가 시 0.654 W/mK에 도달하였다. 이는 동일 첨가량 실리카의 0.501 W/mK보다는 높은 열전도도이지만, 동일 함량의 조대한 알루미나 분말을 첨가한 경우에 비해서는 낮은 열전도도로, 미세 플립칩 본딩을 위해 입도가 미세한 분말을 첨가하는 것은 열전도도에 있어서는 불리한 효과로 작용함을 알 수 있었다. NCP의 점도는 40 wt% 이상에서 급격히 증가하는 현상을 나타내었는데, 이는 미세 입도에 따른 필러 간 상호작용의 증가에 기인하는 것으로, 미세피치 플립칩 본딩을 위해 열전도도가 우수한 미세 알루미나 분말을 사용하기 위해서는 낮은 점도를 유지하면서 필러 첨가량을 증가시킬 수 있는 분산방안이 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권3호
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• pp.170-176
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• 2017

EPIG (Electroless Pd/immersion Au) process was studied to replace ENIG (electroless Ni/immersion Au) and ENEPIG (electroless Ni/electroless Pd/immersion Au) processes for bump surface treatment used in high reliable flip chip packages. The palladium and gold layers formed by EPIG process were uniform with thickness of 125 nm and 34.5 nm, respectively. EPAG (Electroless Pd/autocatalytic Au) also produced even layers of palladium and gold with the thickness of 115 nm and 100 nm. TEM results exhibited that the gold layer in EPIG surface had crystalline structure while the palladium layer was amorphous one. After annealing at 250 nm, XPS analysis indicated that the palladium layer with thickness more than 22~33 nm could act as a diffusion barrier of copper interconnects. As a result of comparing the chip shear strength obtained from ENIG and EPIG surfaces, it was confirmed that the bonding strength was similar each other as 12.337 kg and 12.330 kg, respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.481-486
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• 2010

ENIG (electroless Ni immersion gold) is one of surface finishing which has been most widely used in fine pitch SMT (surface mount technology) and BGA (ball grid array) packaging process. The reliability for package bondability is mainly affected by interfacial reaction between solder and surface finishing. Since the behavior of IMC (intermetallic compound), or the interfacial reaction between Ni and solder, affects to some product reliabilities such as solderability and bondability, understanding behavior of IMC should be important issue. Thus, we studied the properties of ENIG with P contents (9 wt% and 13 wt%), where the P contents is one of main factors in formation of IMC layer. The effect of P content was discussed using the results obtained from FE-SEM(field-emission scanning electron microscope), EPMA(electron probe micro analyzer), EDS(energy dispersive spectroscopy) and Dual-FIB(focused ion beam). Especially, we observed needle type irregular IMC layer with decreasing Ni contents under high P contents (13 wt%). Also, we found how IMC layer affects to bondability with forming continuous Kirkendall voids and thick P-rich layer.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.59-64
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• 2021

차세대 반도체 기술은 이종소자 집적화(heterogeneous integration)를 이용한 시스템-인-패키징(system-inpackage, SIP) 기술로 발전하고 있고, 저온 Cu 본딩은 SIP 구조의 성능 향상과 미세 피치 배선을 위해서 매우 중요한 기술이라 하겠다. 본 연구에서는 porous한 Ag 나노막을 이용하여 Cu 표면의 산화 방지 효과와 저온 Cu 본딩의 가능성을 조사하였다. 100℃에서 200℃의 저온 영역에서 Ag가 Cu로 확산되는 것보다 Cu가 Ag로 확산되는 것이 빠르게 관찰되었고, 이는 저온에서 Ag를 이용한 Cu간의 고상 확산 본딩이 가능함을 나타내었다. 따라서 Ag 나노막을 이용한 Cu 본딩을 200℃에서 진행하였고, 본딩 계면의 전단 강도는 23.27 MPa로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권11호
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• pp.1-5
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• 2010

본 논문에서는 외팔보 배열 구조를 가지는 MEMS 테스트 소켓을 SOI 웨이퍼를 이용하여 개발하였다. 외팔보는 연결부분의 기계적 취약점을 보완하기 위해 모서리가 둥근 형태를 가지고 있다. 측정에 사용 된 BGA IC 패키지는 볼 수 121개, 피치가 $650{\mu}m$, 볼 직경 $300{\mu}m$, 높이 $200{\mu}m$ 을 가지고 있다. 제작된 외팔보는 길이 $350{\mu}m$, 최대 폭 $200{\mu}m$, 최소 폭 $100{\mu}m$, 두께가 $10{\mu}m$인 곡선 형태의 외팔보이다. MEMS 테스트 소켓은 lift-off 기술과 Deep RIE 기술 등의 미세전기기계시스템(MEMS) 기술로 제작되었다. MEMS 테스트 소켓은 간단한 구조와 낮은 제작비, 미세 피치, 높은 핀 수와 빠른 프로토타입을 제작할 수 있다는 장점이 있다. MEMS 테스트의 특성을 평가하기 위해 deflection에 따른 접촉힘과 금속과 팁 사이의 저항과 접촉저항을 측정하였다. 제작된 외팔보는 $90{\mu}m$ deflection에 1.3 gf의 접촉힘을 나타내었다. 신호경로저항은 $17{\Omega}$ 이하였고 접촉저항은 평균 $0.73{\Omega}$ 정도였다. 제작된 테스트 소켓은 향 후 BGA IC 패키지 테스트에 적용 가능 할 것이다.