• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.25-29
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• 2022

최근 전자 패키징 기술의 중요성이 대두되며, 칩들을 평면 외 방향으로 쌓는 이종 집적 기술이 패키징 분야에 적용되고 있다. 이 중 2.5D 집적 기술은 실리콘 관통 전극를 포함한 인터포저를 이용하여 칩들을 적층하는 기술로, 이미 널리 사용되고 있다. 따라서 다양한 열공정을 거치고 기계적 하중을 받는 패키징 공정에서 이 인터포저의 기계적 신뢰성을 확보하는 것이 필요하다. 특히 여러 박막들이 증착되는 인터포저의 구조적 특징을 고려할 때, 소재들의 열팽창계수 차이에 기인하는 열응력은 신뢰성에 큰 영향을 끼칠 수 있다. 이에 본 논문에서는 실리콘 인터포저 위 와이어 본딩을 위한 금속 패드의 열응력에 대한 기계적 신뢰성을 평가하였다. 인터포저를 리플로우 온도로 가열 후 냉각 시 발생하는 금속 패드의 박리 현상을 관측하고, 그 메커니즘을 규명하였다. 또한 높은 냉각 속도와 시편 취급 중 발생하는 결함들이 박리 양상을 촉진시킴을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권2호
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• pp.43-51
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• 2014

3차원 적층 패키지(3D integrated package) 에서 초소형 패키지 내에 적층되어 있는 칩들의 발열로 인한 열 신뢰성 문제는 3차원 적층 패키지의 핵심 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 TSV(through-silicon-via) 기술을 이용한 3차원 적층 패키지의 열 특성을 분석하기 위하여 수치해석을 이용한 방열 해석을 수행하였다. 특히 모바일 기기에 적용하기 위한 3D TSV 패키지의 열 특성에 대해서 연구하였다. 본 연구에서 사용된 3차원 패키지는 최대 8 개의 메모리 칩과 한 개의 로직 칩으로 적층되어 있으며, 구리 TSV 비아가 내장된 인터포저(interposer)를 사용하여 기판과 연결되어 있다. 실리콘 및 유리 소재의 인터포저의 열 특성을 각각 비교 분석하였다. 또한 본 연구에서는 TSV 인터포저를 사용한 3D 패키지에 대해서 메모리 칩과 로직 칩을 사용하여 적층한 경우에 대해서 방열 특성을 수치 해석적으로 연구하였다. 적층된 칩의 개수, 인터포저의 크기 및 TSV의 크기가 방열에 미치는 영향에 대해서도 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 메모리 칩과 로직 칩의 위치 및 배열 형태에 따른 방열의 효과를 분석하였으며, 열을 최소화하기 위한 메모리 칩과 로직 칩의 최적의 적층 방법을 제시하였다. 궁극적으로 3D TSV 패키지 기술을 모바일 기기에 적용하였을 때의 열 특성 및 이슈를 분석하였다. 본 연구 결과는 방열을 고려한 3D TSV 패키지의 최적 설계에 활용될 것으로 판단되며, 이를 통하여 패키지의 방열 설계 가이드라인을 제시하고자 하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.97-101
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• 2021

본 연구에서는 실험 설계법을 통해 인터포저에서 Through Silicon Via (TSV) 및 Redistributed Layer (RDL)의 구조적 변형에 따른 삽입 손실 특성 변화를 확인하였다. 이때 3-요인으로 TSV depth, TSV diameter, RDL width를 선정하여, 구조적 변형을 일으켰을 때 400 MHz~20 GHz에서의 삽입 손실을 EM (Electromagnetic) tool Ansys HFSS(High Frequency Simulation Software)를 통해 확인하였다. 반응 표면법을 고려하였다. 그 결과 주파수가 높아질수록 RDL width의 영향이 감소하고 TSV depth와 TSV diameter의 영향이 증가하는 것을 확인했다. 또한 분석 범위 내에서 RDL width를 증가시키면서 TSV depth를 감소시키고 TSV diameter를 약 10.7 ㎛ 고정하는 것이 삽입 손실을 가장 최적화 시키는 결과가 관찰되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.73-76
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• 2010

A two-facet approach was used to investigate the parametric performance of functional high-speed DDR3 (Double Data Rate) DRAM (Dynamic Random Access Memory) die placed in different types of BGA (Ball Grid Array) packages: wire-bonded BGA (FBGA, Fine Ball Grid Array), flip-chip (FCBGA) and lead-bonded $microBGA^{(R)}$. In the first section, packaged live DDR3 die were tested using automatic test equipment using high-resolution shmoo plots. It was found that the best timing and voltage margin was obtained using the lead-bonded microBGA, followed by the wire-bonded FBGA with the FCBGA exhibiting the worst performance of the three types tested. In particular the flip-chip packaged devices exhibited reduced operating voltage margin. In the second part of this work a test system was designed and constructed to mimic the electrical environment of the data bus in a PC's CPU-Memory subsystem that used a single DIMM (Dual In Line Memory Module) socket in point-to-point and point-to-two-point configurations. The emulation system was used to examine signal integrity for system-level operation at speeds in excess of 6 Gb/pin/sec in order to assess the frequency extensibility of the signal-carrying path of the microBGA considered for future high-speed DRAM packaging. The analyzed signal path was driven from either end of the data bus by a GaAs laser driver capable of operation beyond 10 GHz. Eye diagrams were measured using a high speed sampling oscilloscope with a pulse generator providing a pseudo-random bit sequence stimulus for the laser drivers. The memory controller was emulated using a circuit implemented on a BGA interposer employing the laser driver while the active DRAM was modeled using the same type of laser driver mounted to the DIMM module. A custom silicon loading die was designed and fabricated and placed into the microBGA packages that were attached to an instrumented DIMM module. It was found that 6.6 Gb/sec/pin operation appears feasible in both point to point and point to two point configurations when the input capacitance is limited to 2pF.