• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.63-69
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• 2007

Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 연구하였다. Ag 페이스트 막을 유리기판에 형성하고 관통 비아 홀이 형성된 Si 기판을 접착시켜 Ag 페이스트 막을 Cu 비아 형성용 전기도금 씨앗층으로 사용하였다. Ag 전기도금 씨앗층에 직류전류 모드로 $20mA/cm^2$와 $30mA/cm^2$의 전류밀도를 인가하여 Cu 비아 filling을 함으로써 직경 $200{\mu}m$, 깊이 $350{\mu}m$인 도금결함이 없는 Cu 비아를 형성하는 것이 가능하였다. Cu 비아가 형성된 Si 기판에 Ti/Cu/Ti metallization 및 배선라인 형성공정, Au 패드 도금공정, Sn 솔더범프 전기도금 및 리플로우 공정을 순차적으로 진행함으로써 Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 이룰 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.15-20
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• 2009

레이저 광 산란을 이용한 검출 시스템 및 레이저를 이용한 광학적 검출에 있어서 높은 발광 강도를 통해 궁극적으로 높은 효율의 광 산란 신호를 광검출기에서 얻기 위해서는 발광 레이저빔을 미세유체 칩의 채널 중앙에 집광하는 것이 매우 중요하다. 본 논문을 통해 레이저 광 산란을 이용한 세포 검출을 위해 PDMS 마이크로렌즈가 집적화된 PDMS 미세유체 칩을 소개하고자 한다. 기존에 제작된 PDMS 미세유체 칩 위에 간편히 정렬하여 올려놓아 사용함으로써 검출 효율을 증가시킬 수 있는 PDMS 마이크로렌즈를 제작하였다. PDMS 마이크로렌즈는 포토레지스트 리플로우와 PDMS 복제 몰딩에 의해 제작되었다. 이 제작 방법은 간단하며 높은 치수 정확성 및 좋은 마이크로렌즈의 성능을 제공한다. PDMS 미세유체 칩 위에 집적화된 PDMS 마이크로렌즈가 적혈구를 이용한 레이저 광 산란을 통한 세포 검출 실험에서 레이저 강도를 증가시켜 신호대잡음비 및 감도를 증가시킴을 검증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제21권1호
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• pp.25-29
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• 2014

본 연구에서는 기존의 PCB의 한계를 극복할 수 있는 광 PCB에 대한 연구를 수행하였으며, 고효율 수동정렬을 위한 플러거블 렌즈구조를 제안하였다. 제안된 구조는 광 도파로 수동 정렬시 발생할 수 있는 렌즈와 도파로 간의 정렬 오차를 개선하고자 도파로와 렌즈를 합한 형태이다. 또한 탈착에 의해 손상되는 렌즈표면을 보호하기 위한 보호벽 형태를 지님으로써, 고효율의 수동정렬이 가능하게 하였다. 최적화 시뮬레이션을 통하여 구조를 설계하였고, 반복적 포토 리소그래피와 열적 리플로우 공정을 통하여 플러거블 렌즈 구조 제작을 위한 공정 연구를 수행하였다. 렌즈일체형 플러거블 접속구조의 광도파로를 PDMS복제공정으로 제작된 mold를 이용하여 임프린트 공정을 통해 제작하였다. 따라서 본 논문에서는 수동정렬이 가능한 광PCB접속용 플러거블 렌즈 구조의 제작이 가능함을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.47-54
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• 2008

컴포넌트에서의 비정상적인 금속간화합물 성장이 보드 레벨 기계적 신뢰성에 미치는 영향을 연구하기 위하여, 전기 도금된 Ni/Au UBM과 Sn2.5Ag0.5Cu 솔더의 리플로우 횟수 및 고온 시효 시간에 따른 금속간 화합물 성장거동을 관찰하였다. 각 조건별로 처리된 컴포넌트에서 솔더 접합부의 기계적 특성을 비교하기 위하여, 전단 속도 변화에 따른 볼 전단 시험을 실시하여 전단에너지 값을 측정하였다. 마지막으로, 보드 레벨에서의 기계적 신뢰성 시험을 위하여 조건별로 처리된 컴포넌트를 PCB 보드에 실장하여, 3점 굽힘 시험 및 충격 시험을 실시한 후 파괴모드를 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.76-76
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• 2010

무연솔더 재료를 자동차 전장품에 적용하기 위해서는 고온환경에 대한 내구성 및 진동 인자에 대한 영향을 고려해야한다. 특히, ELV(End of Life Vehicles) 지침이 개정됨에 따라 고온용 무연솔더 재료에 대한 재평가가 반드시 필요한 시점이다. 이에 대해 본연구에서는 현재 상용화 된 Pb-free솔더의 재료들 중 총 4종의 Solder을 선정하여 자동차 환경에 부합하는 진동조건하에서 시험해보았다. 그리고 미세조직의 특성, 접합부 형성시의 기계적 강도 및 접합부의 신뢰성을 평가하여 보았다. 각각의 조성에 대한 CHIP type과 QFP type의 실장부품을 준비하였으며, 각각의 조성별로 솔더 페이스트로 Daisy Chain PCB에 접합하여 조성에 따른 비교 데이터를 구축할 수 있었다. 리플로우 공정후 초기의 미세조직 및 전당강도, 저항값을 측정하여 진동시험에 따른 데이터와 비교하였다. 주파수는 10Hz~1,000Hz였으며, 진동가속도는 $29.4m/s^2$, 20시간의 랜덤진동이 적용되는 동안 챔버내의 온도는 상온으로 유지되었다. 진동시험과 이에 따른 저항측정을 통하여 진동 주파수와 시간에 따른 실장 부품이 받는 진동 영향과 실시간 저항값을 측정하였으며, 이때의 미세조직 비교를 통해 진동특성을 평가하였다. 진동 주파수에 따른 저항값의 변화가 있었으며, 진동전후 전단강도에도 영향을 주었다. QFP type에서는 SAC105가 진동에 가장 취약하였으며, CHIP type에서는 SACX0307이 진동에 가장 취약하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.77-77
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• 2009

ELV(; End of Life Vehicles)를 비롯한 최근 환경 동향은 자동차 전장 모듈에 대하여 다양한 무연 솔더 적용을 요구하고 있다. 특히 자동차 엔진룸과 트랜스미션은 가동 중 고온 및 진동의 지속적인 영향을 받기 때문에 이와 유사한 환경에서의 신뢰성 연구가 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 Sn3.5Ag, Sn0.7Cu, Sn5.0Sb 솔더 조성에 대하여 복합환경 조건하에서 접합부 신뢰성을 평가하였다. 복합환경을 구현하기 위하여 $-40{\sim}150^{\circ}C$ 범위의 온도 사이클과 랜덤 진동을 동시에 인가하였으며, 진동 가속도 3G, 진동주파수는 10~1000Hz 로 설정하여 자동차 환경을 충족하였다. 복합시험의 1 cycle 은 20 시간이며, 총 120 시간의 시험 동안 진동의 영향 및 진동과 고온이 동시에 작용하였을 경우의 영향에 대해 비교하였다. 테스트 모듈 제작을 위해 450 um 의 솔더볼이 적용되었으며, 각 조성의 솔더볼을 이용하여 BGA test chip 제작하였고, 제작된 BGA test chip 은 다시 daisy chain PCB 위에 실장 및 리플로우 공정을 통해 접합되었다. 테스트 동안 In-situ 로 저항의 변화를 관찰하여 파단의 유무를 판단하였고 전자주사현미경을 통해 파괴 기전을 평가하였다. 복합시험 시간에 따른 전단강도를 측정하였으며, 각 조성에 대하여 상이한 전단강도 변화를 관찰하였다. 계면 IMC 형상은 전단강도 변화에 영향을 주었으며, 특히 높은 온도가 IMC 성장을 촉진시켜 전단강도 감소에 영향을 주었다. 본 복합환경 시험 조건에서는 Sn0.7Cu 가 가장 안정적이었으며, 파단면을 관찰한 결과 연성파괴 모드가 관찰되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.80-80
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• 2009

패키징 구조의 발전이 점차 중요한 문제로 대두되어, 칩의 집적 기술의 발전에 따라 실장기술에서도 고속화, 소형화, 미세피치화, 고정밀화, 고밀도화가 요구되고있다. 최근 선진국을 중심으로 전자 전기기기 및 부품의 실장기술에서도 환경 친화적인 기술을 요구함에 따라, 저에너지 공정 및 무연 실장 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package) 등은 소형화, 다핀화, 고속화, 실장성에 한계가 있기 때문에, SMT(Surface Mount Technology) 형식으로 된 BGA(Ball Grid Array)가 휴대형 전화를 비롯한 기타 전자 부품 실장에 널리 사용되고 있다. BGA ball shear 법은 BGA 모듈의 생산 및 취급 중에 발생할지도 모르는 기판에 수평으로 작용하는 기계적인 전단력에 BGA solder ball이 견딜 수 있는 정도를 측정하기 위해 사용되는 시험법이다. 전단 시험에 의한 전단 강도의 측정 외에 전기전도도 측정, 파면 관찰, 이동거리(displacement), 유한요소 해석법 등을 병행하여 시험법의 신뢰성 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 실험에서는 지름이 $500{\mu}m$인 Sn-3.5Ag 솔더볼을 이용하여 세라믹 기판을 접합하여 BGA 패키지를 완성하였다. 상부 기판에 솔더볼을 정렬시켜 리플로우 방법으로 접합 한 후 솔더볼이 접합된 상부 기판과 하부 기판을 접합 하여 시편을 제작하였다. 접합된 시편들은 $150^{\circ}C$에서 0~800시간 열처리를 실시하였고, 열처리를 하면서 각각 $3{\times}10^2A/cm^2,\;5{\times}10^3A/cm^2$의 전류를 인가하였다. 시편들을 전단 시험기를 이용하여 솔더볼의 기계적 특성 평가를 하였으며, 계면 반응을 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.992-999
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• 1999

본래 약한 구리계 리드프레임/EMC(Epoxy Molding Compound) 계면의 접착력은 솔더 리플로우 (solder reflow) 공정 중에 종종 박형 플라스틱 패키지의 팝콘 균열 현상(popcorn-cracking phenomena)을 일으킨다. 본 연구에서는 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 향상시키기 위하여 리드프레임을 알칼리 용액에 담궈 표면에 brown oxide를 형성시켰으며, EMC로 몰딩(molding)하여 SDCB(Sandwiched Double Cantilever Beam) 시편 및 SBN(Sandwiched Brazil-Nut) 시편을 준비하여 접착력을 측정하였다. 리드프레임의 brown oxide 처리는 미세한 바늘모양의 CuO 결정들을 리드프레임 표면에서 형성시켰으며, 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 향상시켰다. 접착력의 향상은 산화층의 평균두께와 직접적인 관련이 있었다. 이는 미세한 바늘모양의 CuO 결정들이 EMC와 기계적인 고착(mechanical interlocking)을 하기 때문으로 생각된다.

• 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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• 제26권4호
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• pp.23-31
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• 2019

본 논문에서는 다구찌법과 유한요소법의 수치해석을 통해 인쇄회로기판의 열변형과 열변형에 미치는 설계인자의 영향도를 계산하였다. 인쇄회로기판의 패널과 스트립 레벨은 큐어링 온도조건에서, 유닛 레벨은 리플로우 온도조건에서 수치해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 패널의 열변형이 스트립과 유닛의 열변형량과 형상에 가장 큰 영향을 미치며, 특히 z방향 변형량이 xy평면 방향의 변형량보다 크게 발생하였다. 열변형에 대한 설계인자의 영향도 분석 결과에 의하면 열변형을 줄이기 위한 설계인자들의 영향도와 설계조건이 패널, 스트립과 유닛 레벨에 따라 달라지기 때문에 반도체 패키지의 신뢰성 향상을 목적으로 유닛 레벨의 열변형을 제어하기 위해서는 패널 레벨의 열변형을 제어할 필요가 있고 인쇄회로기판의 층별 두께는 설계인자 수준의 중간으로 선정하는 것이 필요하다.