• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.91-95
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• 2017

Package-On-Package (PoP) technology is developing toward smaller form factors with high-speed data transfer capabilities to cope with high DDR4x memory capacity. The common application processor (AP) used for PoP devices in smartphones has the bottom package as logic and the top package as memory, which requires both thermally and electrically enhanced functions. Therefore, it is imperative that PoP designs consider both thermal and power distribution network (PDN) issues. Stacked packages have poorer thermal dissipation than single packages. Since the bottom package usually has higher power consumption than the top package, the bottom package impacts the thermal budget of the top package (memory). This paper investigates the thermal and electrical characteristics of PoP designs, particularly the bottom package. Findings include that via and dense via-cluster volume have an important role to lower thermal resistance to the motherboard, which can be an effective way to manage chip hot spots and reduce the thermal impact on the memory package. A Cu block and dense via-cluster layout with an optimal location are proposed to drain the heat from the chip hot spots to motherboard which will enhance thermal and electrical performance at the design stage. The analytical thermal results can be used for design guidelines in 3D packaging.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권3호
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• pp.63-69
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• 2013

Package on Package(PoP)용 하부 패키지에 대해 플립칩 본딩으로 칩을 기판에 실장한 패키지와 die attach film(DAF)을 사용하여 칩을 기판에 접착한 패키지의 warpage 특성을 비교하였다. 플립칩 본딩으로 칩을 기판에 실장한 패키지와 DAF를 사용하여 칩을 기판에 실장한 패키지는 솔더 리플로우 온도인 $260^{\circ}C$에서 각기 $57{\mu}m$와 $-102{\mu}m$의 warpage를 나타내었다. 상온에서 $260^{\circ}C$ 사이의 온도 범위에서 플립칩 실장한 패키지는 $-27{\sim}60{\mu}m$ 범위의 warpage를 나타내는 반면에, DAF 실장한 패키지는 $-50{\sim}-153{\mu}m$ 범위의 warpage를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.31-39
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• 2021

본 논문에서는 FEM(유한요소법)을 사용하여 PoP (Package on Package)용 PCB를 unit(유닛)과 substrate(서브스트레이트)로 분리한 warpage 해석과 warpage에 미치는 층별 두께의 영향도 분석과 층별 두께 조건을 다구찌법에 의한 SN비(Signal-to-Noise ratio)로 분석하였다. 해석 결과에 의하면 유닛 PCB는 회로층의 영향이 대단히 높았는데 특히 외층의 영향도가 높았다. 반면에 서브스트레이트 PCB는 회로층의 영향도가 높았으나 유닛 PCB에 비해 상대적으로 낮았으며 오히려 솔더 레지스트의 영향도가 증가하였다. 따라서 유닛 PCB와 서브스트레이트 PCB를 동시에 고려하여 PoP PCB의 층별 구조는 외부와 내부 회로층은 두껍게, 윗면 솔더 레지스트는 얇게 설계하고 바닥면 솔더 레지스트의 두께를 5 ㎛와 25 ㎛ 사이의 두께를 선정하는 바람직하다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권3호
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• pp.43-49
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• 2016

박형 package-on-package에 대해 T/H (temperature/humidity) 시험, TC (temperature cycling) 시험과 HTS(high temperature storage) 시험을 사용하여 신뢰성을 분석하였다. T/H 시험은 $85^{\circ}C/85%$의 조건으로 500시간, TC 시험은 $-40{\sim}100^{\circ}C$의 조건으로 1000회, HTS 시험은 $155^{\circ}C$의 조건으로 1,000시간 범위에서 평가하였다. 폴리이미드 써멀테이프를 사용하여 제작한 24개의 package-on-package (PoP) 시편에 대해 신뢰성 시험 전에 측정한 솔더접속 배선의 평균저항은 $0.56{\pm}0.05{\Omega}$이었으며, 24개 시편에서 모두 유사한 값이 측정되었다. 500시간까지의 T/H 시험, 1000회의 TC 시험 및 1,000시간까지의 HTS 시험후에도 솔더 접속부의 오픈 불량은 발생하지 않았다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2005년도 ISMP
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• pp.111-129
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• 2005

Pop provides OEMs and EMS with a platform to cost effectively expand options for logic + memory 3D integration - Expands device options by simplifying business logistics of stacking - Integration controlled at the system level to best match stacked combinations with system requirements - Eliminates margin stacking and expands technology reuse - Helps manage the huge cost impacts associated with increasing demand for multi media processing and memory. PoP is well timed to enable and leverage: - Mass customization of systems for different use (form, fit and function) requirements o Bband and apps processor + memory stack platforms - Logic transition to flip chip enables PoP size reduction o Area and height reduction. Industry standardization is progressing. Amkor provides full turn-key support for base package, memory package and full system integration.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권1호
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• pp.75-81
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• 2015

본 논문에서는 2개의 패시브 소자가 임베디드된 PoP(Package on Package)용 양면 기판의 휨을 감소시키기 위해 유한요소법을 이용한 수치해석과 파라메타 설계를 위한 다구찌법이 사용되었다. 양면 회로층 두께와 솔더 레지스트 두께가 4인자 3수준으로 설계되어 파라메타 영향도가 분석되었다. 또한, 유닛 영역의 솔더 레지스트가 제거하거나 도포된 모델의 휨을 해석하여 솔더 레지스트의 영향도를 분석하였다. 마지막으로 실험을 통해 수치해석과 다구찌법에 의한 파라메타 설계의 효과를 입증하였다. 연구결과에 의하면 휨에 미치는 영향은 볼 사이드에 있는 회로층이 지배적으로 크고 칩 사이드의 회로층이 두 번째로 크며 솔더 레지스트의 영향이 가장 작았다. 또한, 칩 사이드 유닛영역의 솔더 레지스트는 도포 유무에 따른 영향도가 매우 작았다. 한편 기판의 휨은 볼 사이드 회로층의 두께가 얇을수록, 칩 사이드 회로층의 두께와 솔더 레지스트의 두께는 두꺼울수록 감소하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권2호
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• pp.65-70
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• 2014

박형 package-on-package의 상부 패키지에 대하여 PCB 기판, 칩본딩 및 에폭시 몰딩과 같은 공정단계 진행에 따른 warpage 특성을 분석하였다. $100{\mu}m$ 두께의 박형 PCB 기판 자체에서 $136{\sim}214{\mu}m$ 범위의 warpage가 발생하였다. 이와 같은 PCB 기판에 $40{\mu}m$ 두께의 박형 Si 칩을 die attach film을 사용하여 실장한 시편은 PCB 기판의 warpage와 유사한 $89{\sim}194{\mu}m$의 warpage를 나타내었으나, 플립칩 공정으로 Si 칩을 PCB 기판에 실장한 시편은 PCB 기판과 큰 차이를 보이는 $-199{\sim}691{\mu}m$의 warpage를 나타내었다. 에폭시 몰딩한 패키지의 경우에는 DAF 실장한 시편은 $-79{\sim}202{\mu}m$, 플립칩 실장한 시편은 $-117{\sim}159{\mu}m$의 warpage를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권2호
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• pp.61-68
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• 2015

박형 package-on-package의 상부 패키지와 하부 패키지에 대하여 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)에 따른 warpage 특성을 분석하였다. 또한 동일한 EMC로 몰딩한 패키지들의 warpage 편차를 측정하고 박형 상부 기판과 하부 기판 자체의 warpage 편차를 측정함으로서, 박형 패키지에서 warpage 편차를 유발하는 원인을 분석하였다. 박형 기판을 사용한 상부 및 하부 패키지에서는 기판 자체의 큰 warpage 편차에 기인하여 EMC의 물성이 패키지의 warpage에 미치는 영향을 규명하는 것이 어려웠다. EMC의 몰딩 면적이 $13mm{\times}13mm$로 기판($14mm{\times}14mm$)의 대부분을 차지하는 상부 패키지에서는 온도에 따른 warpage의 변화 거동이 유사하였다. 반면에 EMC의 몰딩 면적이 $8mm{\times}8mm$인 하부 패키지의 경우에는 (+) warpage와 (-) warpage가 한 시편에 모두 존재하는 복합적인 warpage 거동에 기인하여 동일한 EMC로 몰딩한 패키지들에서도 상이한 온도-warpage 거동이 측정되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.61-67
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• 2020

본 논문에서는 FEM(유한요소) 기법을 사용하여 칩이 실장되는 않은 substrate와 칩이 실장된 substrate의 warpage를 해석하여 칩의 실장이 warpage에 미치는 영향을 비교·분석하였다. 또한, warpage를 감소시키기 위한 substrate의 층별 두께의 영향도 분석과 층별 두께 조건을 다구찌법에 의한 신호 대 잡음 비로 분석하였다. 해석 결과에 의하면 칩이 실장되면 substrate의 warpage는 패턴의 방향이 변할 수 있고, 칩이 실장되면서 패키지의 강성도(stiffness)가 증가하고, 패키지 상·하의 열팽창계수의 차이가 작아지면서 warpage는 감소하였다. 또한, 칩이 실장되지 않은 substrate를 대상으로 설계 파라메타의 영향도 분석 결과에 의하면 warpage를 감소시키기 위해서는 회로층 중에서 내층인 Cu1과 Cu4를 중점 관리하고, 다음으로 바닥면의 solder resist 층의 두께와 Cu1과 Cu2 사이의 프리프레그 층의 두께를 관리해야 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.431-432
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• 2012

In the era of 20 nm scaled semiconductor volume manufacturing, Microelectronics Manufacturing Engineering Education is presented in this paper. The purpose of microelectronic engineering education is to educate engineers to work in the semiconductor industry; it is therefore should be considered even before than technology development. Three Microelectronics Manufacturing Engineering related courses are introduced, and how undergraduate students acquired hands-on experience on Microelectronics fabrication and manufacturing. Conventionally employed wire bonding was recognized as not only an additional parasitic source in high-frequency mobile applications due to the increased inductance caused from the wiring loop, but also a huddle for minimizing IC packaging footprint. To alleviate the concerns, chip bumping technologies such as flip chip bumping and pillar bumping have been suggested as promising chip assembly methods to provide high-density interconnects and lower signal propagation delay [1,2]. Aluminum as metal interconnecting material over the decades in integrated circuits (ICs) manufacturing has been rapidly replaced with copper in majority IC products. A single copper metal layer with various test patterns of lines and vias and $400{\mu}m$ by $400{\mu}m$ interconnected pads are formed. Mask M1 allows metal interconnection patterns on 4" wafers with AZ1512 positive tone photoresist, and Cu/TiN/Ti layers are wet etched in two steps. We employed WPR, a thick patternable negative photoresist, manufactured by JSR Corp., which is specifically developed as dielectric material for multi- chip packaging (MCP) and package-on-package (PoP). Spin-coating at 1,000 rpm, i-line UV exposure, and 1 hour curing at $110^{\circ}C$ allows about $25{\mu}m$ thick passivation layer before performing wafer level soldering. Conventional Si3N4 passivation between Cu and WPR layer using plasma CVD can be an optional. To practice the board level flip chip assembly, individual students draw their own fan-outs of 40 rectangle pads using Eagle CAD, a free PCB artwork EDA. Individuals then transfer the test circuitry on a blank CCFL board followed by Cu etching and solder mask processes. Negative dry film resist (DFR), Accimage$^{(R)}$, manufactured by Kolon Industries, Inc., was used for solder resist for ball grid array (BGA). We demonstrated how Microelectronics Manufacturing Engineering education has been performed by presenting brief intermediate by-product from undergraduate and graduate students. Microelectronics Manufacturing Engineering, once again, is to educating engineers to actively work in the area of semiconductor manufacturing. Through one semester senior level hands-on laboratory course, participating students will have clearer understanding on microelectronics manufacturing and realized the importance of manufacturing yield in practice.