• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.43-55
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• 2003

최근 IT산업의 발달과 그에 따른 전자부품기술의 발전이 가속화됨에 따라, 전자부품의 경박 단소화 및 고성능에 대한 요구는 전자패키지 (electronic package) 및 반도체기판(PKG substrate) 업체들로 하여금 고밀도의 입출력(I/O)과 우수한 열적, 전기적 특성을 보유하면서 높은 양산수율로 제품이 가격경쟁력을 갖도록 유도하고 있다. 이러한 경향에 따라 세계적인 반도체 회사(chip-maker)들은 더욱 혹독한 조건의 신뢰성 표준을 마련하여 제반 산업에 전반적인 적용을 요구하고 있으며, 환경친화 및 고주파, 고성능의 특성을 지닌 새로운 소재를 개발하도록 촉구하고 있는 실정이다. 반도체기판은 구성소재에 따라 구현되는 특성의 범위가 매우 크므로 우수한 특성의 소재를 반도체기판에 적용할 때 고객의 요구조건에 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 기판업계에서는 우수한 특성을 나타내는 원자재의 개발 및 수급이 절실하게 되었으며 급변하는 원자재의 기술 동향에 대한 분석은 향후 전자패키지 및 기판제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것이므로 본 연구에서는 최신 반도체기판 원자재의 기술 동향과 원자재의 특성을 분석하고자 하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권3호
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• pp.263-272
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• 2016

Electronic structure calculations have become a powerful foundation for computational materials engineering. Four major factors have enabled this unprecedented evolution, namely (i) the development of density functional theory (DFT), (ii) the creation of highly efficient computer programs to solve the Kohn-Sham equations, (iii) the integration of these programs into productivity-oriented computational environments, and (iv) the phenomenal increase of computing power. In this context, we describe recent applications of the Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) within the MedeA$^{(R)}$ computational environment, which provides interoperability with a comprehensive range of modeling and simulation tools. The focus is on technological applications including microelectronic materials, Li-ion batteries, high-performance ceramics, silicon carbide, and Zr alloys for nuclear power generation. A discussion of current trends including high-throughput calculations concludes this article.

• 한국재료학회지
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• 제9권11호
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• pp.1095-1101
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• 1999

무전해 니켈 도금을 이용하여 플립칩 공정에 응용하기 위한 범프와 UBM층을 형성하고 특성을 조사하였다. 도금전 zincate 처리를 해석하고 도금 변수인 온도, pH 등에 따른 도금층의 특성 변화, 공정 후의 열처리 효과들을 관찰하였다. 이를 통해 각 변수들이 도금층의 특성에 미치는 영향과 전자패키지 응용시 요구되는 무전해 니켈 도금 조건을 제시하였다. 도금직후의 니켈은 P가 10wt% 포함되며, $60\mu\Omega$-cm의 비저항, 500HV의 경도의 비정질 결정구조를 갖으며 열처리후 결정질 변태와 동시에 경도가 증가한다. 무전해 범프를 실제 테스트 칩에 형성한 후, ACF 플립칩 접속하여 무전해 니켈 범프의 장점과 미세 전자 패키징응용의 가능성을 확인하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제6권2호
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• pp.50-55
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• 2007

The smaller size and higher integration of advanced electronic package systems result in severe electrochemical reliability issues in microelectronic packaging due to higher electric field under high temperature and humidity conditions. Under these harsh conditions, electronic components respond to applied voltages by electrochemical ionization of metal and the formation of a filament, which leads to short-circuit failure of an electronic component, which is termed electrochemical migration. This work aims to evaluate electrochemical migration susceptibility of the pure Sn, Sn-3.5Ag, Sn-3.0Ag-0.5Cu solder alloys in $Na_{2}SO_{4}$. The water drop test was performed to understand the failure mechanism in a pad patterned solder alloy. The polarization test and anodic dissolution test were performed, and ionic species and concentration were analyzed. Ag and Cu additions increased the time to failure of Pb-free solder in 0.001 wt% $Na_{2}SO_{4}$ solution at room temperature and the dendrite was mainly composed of Sn regardless of the solders. In the case of SnAg solders, when Ag and Cu added to the solders, Ag and Cu improved the passivation behavior and pitting corrosion resistance and formed inert intermetallic compounds and thus the dissolution of Ag and Cu was suppressed; only Sn was dissolved. If ionic species is mainly Sn ion, dissolution content than cathodic deposition efficiency will affect the composition of the dendrite. Therefore, Ag and Cu additions improve the electrochemical migration resistance of SnAg and SnAgCu solders.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3442-3447
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• 2014

본 논문에서는 간단한 플라스틱전자패키지의 폴리머 흡습특성 평가 방법을 제시하였다. 흡습팽창에 의한 변형을 측정하고 유한요소법으로 해석하였다. 흡습특성 평가를 위해 시편제작을 제작하고, 흡습시간에 따라 폴리머에 내재된 수분질량을 측정하여, 수치해석 결과와 비교분석하였다. 흡습확산 방정식은 열전달 방정식과 유사한 형태를 가지고 있기 때문에 열전달 해석 절차에 따라 상용 유한요소코드를 적용하여 흡습압력비를 구하고, 자체코드로 흡습질량을 계산하였다. 비전도성 폴리머는 동일 제품이라도 생산시기에 따라 흡습특성에 변화가 있었다. 여러 가지 흡습특성에 대해 흡습질량을 수치해석으로부터 계산하고 측정치에 가장 근접한 흡습질량 변화의 그래프를 선택하여 최적의 확산계수와 용해도를 구하였다. 제시된 방법은 빠른 대응을 요구하는 생산현장에서 반도체 패키지 폴리머의 흡습특성을 신속하게 평가하는 데 적용될 수 있을 것이다. 또한 흡습팽창을 모아레 간섭계로 측정하고 수치해석으로 비교하였다. 결과적으로 흡습질량의 측정값과 수치해석 결과를 비교하여 용해도와 확산계수는 0.0320 [g/mm/N]과 0.243 [$mm^2/{\mu}s$]으로 결정하였고, ANSYS 구조해석에 의한 변형은 모아레 간섭에 의한 측정결과와 매우 유사하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권3호
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• pp.1-8
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• 2006

인쇄회로기판이나 플라스틱 패키지 등 다양한 전자소자 부품내 배선간 간격이 갈수록 좁아짐에 따라 최근 많이 발생하고 있는 electrochemical migration(ECM) 현상은 양극에서 이온화된 금속에 의한 conductive anodic filament(CAF) 및 덴드라이트와 같은 전도성 필라멘트의 성장으로 인해 전자부품의 절연파괴를 일으키고 있다. 본 연구에서는 공정조성 Sn-37Pb솔더 합금의 ECM 거동과 부식특성 사이의 연관성 평가를 통해 ECM 우세원소를 파악하기 위해 D.I Water 및 NaCl 용액에서 Water Drop Test(WDT)와 분극실험을 실시하여 서로 비교하였다. WDT 실시 결과 공정조성 Sn-37Pb 솔더 합금에서 Pb-rich 상이 Sn-rich 상보다 우선적으로 양극 패드에서 녹아나서 상대적으로 ECM 저항성이 낮았으며, 음극패드에서 자라난 덴드라이트에도 Pb가 훨씬 많이 존재하였다. NaCl에서의 분극실험 결과 전기화학적으로 부동태 피막을 형성하는 Sn에 비해 Pb의 부식속도가 크게 나타났으며, WDT의 결과와 같은 경향을 보였다. 따라서 공정조성 SnPb 솔더 합금의 부식저항성과 ECM 저항성 사이에는 좋은 상관관계가 존재한다.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.79-84
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• 2016

유연전자소자가 외부힘에 의해 변형될 경우 반도체 다이가 기계적 응력 때문에 변형되거나 파괴되고 이러한 변형이나 파괴는 channel의 전자이동도를 변화시키거나 배선의 저항을 증가시켜 집적회로의 동작 오류를 발생시킨다. 따라서 반도체 집적회로는 굽힘 변형이 발생해도 기계적 응력이 발생하지 않는 중립축에 위치하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굽힘변형을 하는 flip-chip 접합공정이 적용된 face-down flexible packaging system에서 중립축의 위치와 파괴 모드를 조사하였고 반도체 집적회로와 집중응력이 발생한 곳의 응력을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 설계인자로 유연기판의 두께 및 소재, 반도체 다이의 두께를 고려하였고 설계인자가 중립축의 위치에 미치는 영향을 조사한 결과 유연기판의 두께가 중립축의 위치를 조절하는데 유용한 설계인자임을 알 수 있었다. 3차원 모델을 이용한 유한요소해석 결과 반도체 다이와 유연기판 사이의 Cu bump 접합부에서 항복응력보다 높은 응력이 인가될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 flexible face-down packaging system에서 반도체 다이와 Cu bump 의 응력을 감소시킬 수 있는 설계 방법을 제안하였다.

• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.519-524
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• 2006

나노피막을 형성하는 유기솔더 보존제의 주성분인 저분자 imidazole계 유기물을 대체할 수 있는 고분자 물질을 합성하였다. Cu와 같은 금속과의 접착성이 종은 비닐 피리딘을 주요 단량체로 하였고 물성 개질을 위한 공중합용 단량체로 아크릴아미드와 알릴아민을 사용하였다. 다양한 조성의 공중합체를 제조하여 코팅성, 용해도, 열적 특성, 산화방지 특성 등의 유기솔더 보존제로서의 특성을 평가하였다. 공중합체중 알릴아민을 함유한 공중합체의 경우 전반적으로 Cu pad에 대해 뛰어난 코팅능과 열적안정성을 보였고, 분자량 및 알릴아민 함유량에 따라 그 특성이 변화하였다. Oxygen induced temperature를 측정하여 시간에 따른 열 안정성을 확인해 본 결과 $230^{\circ}C$까지는 70분이상 동안 아무런 산화반응에 의한 열량 변화를 관찰할 수 없었고, 모든 알릴아민계 공증합체가 산소조건하에서 $200^{\circ}C$에서 1시간 동안 무게감량의 변화가 거의 없었으므로 충분한 열적 안정성을 갖고 있는 것으로 확인되었다.