• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권1호
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• pp.69-73
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• 2010

Through-silicon-via (TSV)를 포함하고 있는 3차원 적층 반도체 패키지에서 구조적 변수에 따른 열응력의 변화를 살펴보기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통하여 TSV를 포함하고 있는 3차원 적층 반도체 패키지에서 웨이퍼 간 접합부의 지름, TSV 지름, TSV 높이, pitch 변화에 따른 열응력의 변화를 예측하였다. 최대 von Mises 응력은 TSV의 가장 위 부분과 Cu 접합부, Si, underfill 계면에서 나타났다. TSV 지름이 증가할 때, TSV의 가장 위 부분에서의 von Mises 응력은 증가하였다. Cu 접합부 지름이 증가할 때, Si과 Si 사이의 Cu 접합부가 Si, underfill과 만나는 부분에서 von Mises 응력이 증가하였다. Pitch가 증가할 때에도, Si과 Si 사이의 Cu 접합부가 Si, underfill과 만나는 부분에서 von Mises 응력이 증가하였다. 한편, TSV 높이는 von Mises 응력에 크게 영향을 미치지 못하였다. 따라서 TSV 지름이 작을수록, 그리고 pitch가 작을수록 기계적 신뢰성은 향상되는 것으로 판단된다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.1-9
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• 2016

The warpage on mobile phone camera packages occurs due to the CTE(Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between a thin silicon die and a substrate. The warpage in the optical instruments such as camera module has an effect on the field curvature, which is one of the factors degrading the optical performance and the product yield. In this paper, we studied the effect of die bonding epoxy on the package and optical performance of mobile phone camera packages. We calculated the warpages of camera module packages by using a finite element analysis, and their shapes were in good agreement showing parabolic curvature. We also measured the warpages and through-focus MTF of camera module specimens with experiments. The warpage was improved on an epoxy with low elastic modulus at both finite element analysis and experiment results, and the MTF performance increased accordingly. The results show that die bonding epoxy affects the warpage generated on the image sensor during the packaging process, and this warpage eventually affects the optical performance associated with the field curvature.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.69-75
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• 2017

MCP(Multi-chip Package)는 두 개 이상의 Chip을 적층하여 하나의 패키지로 합친 제품이다. MCP를 만들기 위해서는 두 개 이상의 Chip이 동일한 Substrate에 적층되기 때문에 다수의 조립 공정이 필요하다. Package 공정에서는 Lot들이 동일한 특성을 가지는 Chip으로 구성되고 MCP를 구성하는 Chip의 특성은 Layer sequence에 의해 결정된다. MCP 생산 공정에서 WIP Balance 뿐만 아니라 Throughput을 달성하기 위해서는 Chip의 Layer sequence가 중요하다. 본 논문에서는 Chip들의 Layer sequence의 제약 조건을 고려한 스케쥴링 방법론을 제안한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.19-24
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• 2001

반도체 패키지에 사용되는 주요 재료인 리드프레임은 반도체 제품의 소형화, 박형화, 고집적 화에 대응하기 위해서 리드 및 피치의 미세화가 요구되며 제조 과정에서 발생되는 버(burr)의 제거와 잔류응력 제거에 대한 노력이 필요하다. 본 논문은 리드프레임의 제작 시 스탬핑 공정 중에 발생하는 버와 잔류응력을 제거하기 위해 전해연마를 적용하였다. 전해연마를 적용한 리드프레임은 표면의 버 등이 제거되었으며, 잔류음력은 실험에 사용된 전해액의 종류에 따라 차이가 있으나, 과염소산계의 경우에는 잔류응력을 23%제거하여 리드프레임의 신뢰성을 높일 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.162-166
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• 2006

기존의 Ni PPF를 대신하여 새롭게 Cu-Sn 합금을 barrier층으로 적용한 PPF를 제조하여, 그 제반 특성들을 조사하였다. Cu-Sn 합금도금층은 기존의 Ni PPF와 마찬가지로 반도체 substrate로서 지녀야 할 열적 안정성을 충분히 확보할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 기지층 및 보호층과의 계면간 밀착성이 Ni PPF보다 더 우수했으며, 미세한 결정립들이 균일하게 분포한 도금층 구조를 나타내어, 이들이 Ni PPF보다 구조적으로 더욱 안정할 것임을 예상할 수 있었다. 한편 강자성 거동을 보이는 Ni PPF와는 달리 Cu-Sn PPF는 완벽한 상자성 특성을 보여, 점차 고집적, 고밀도화 되어가는 반도체 패키지의 동작중 발생할 발열 및 신호간섭의 위험이 원천적으로 제거될 수 있음을 보였으며, solderability, bondability 등의 field 특성 또한 Ni PPF와 거의 비슷함을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.623-626
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• 2004

본 논문은 주사형 전자 현미경을 사용하여 간단한 형태의 반도체 소자뿐만 아니라 집적회로의 내부 P-N 접합 층의 깊이를 소자를 파괴하지 않고 패키지 상태 그대로 측정 할 수 있는 방법이다. 전자 현미경에서 주사되는 전자빔의 에너지에다 반도체 내에 여기 되는 전류를 측정하여 이 임계치에서 전자빔의 침투 범위를 산출하여 접합의 깊이를 측정한다. 실제 시판되고 있는 소자를 사용하여 SEM 의 전자 주사빔 에너지를 변화시키면서 외부의 전류 변화를 측정하였다. 소자 내부의 전자와 정공 생성율은 접합에서 더 많이 발생되므로 이를 고려하여 화산 깊이를 측정하였다. 이렇게 측정한 결과와 이후에 소자를 lapping 하여 파괴 측정한 측정치와 비교 한 결과 일치함을 알 수 있었다.

• 센서학회지
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• 제27권5호
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• pp.317-327
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• 2018

THz 시간 영역 분광학(TDS)은 이제 성숙한 분야가 되었고, 그 기술은 전 세계적으로 수백 개의 연구실에서 사용되고 있지만, THz 시스템의 개선에 대한 여지는 아직 많이 남아있다. 도전과제의 핵심은 모드-잠김 에지 방사(edge emitting) 반도체방출 반도체 레이저와 광전도 반도체 양자 구조의 개선이다. 또한 대량 생산을 위한 기술과 3D 프리팅과 같은 혁신적인 제조 기술도 매우 효과적이다. 최근에 상용제품으로 출시된 OSCAT 시스템과 ASOPS 시스템을 이용하여 분광/영상기법을 반도체 패키지 칩에 적용하기도 하였다. 한편, THz 분광법이 정적(static)이거나 또한 시간-분해적이든 간에 모두 반도체 소재 및 반도체 나노 구조의 특성을 평가하는 데 있어서 선도적인 기법이 될 것이다. 향후에는 점점 더 좁은 영역을 탐구하는 방법이나 THz 응용 시스템을 평형상태에서 벗어나게 하는 툴(tool)로써 사용될 가능성도 높다. 또한 메타(meta) 물질을 이용하여 THz 시스템에 적용할 경우, 가변 필터와 같은 순시적인 광학 부품이 가능하므로 광여기(photoexcited) 반도체 소자(신호원)으로 이용하는 구상/디자인도 할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.260-260
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• 2012

최근 IT산업의 급속한 발달로 모바일 제품과 반도체 및 IC 패키지 등의 전자제품의 소형화, 경량화 및 고성능화되어 가고 있다. 따라서 반도체 공정에서 단위소자의 고속화를 구현하기 위한 금속배선공정에 사용되는 금속재료가 최근에 최소 선폭을 갖는 디바이스에서는 구리를 배선 재료로 전환하고, 향후에는 모든 디바이스가 구리를 주요 배선재료로 사용할 것으로 예측되고 있다. 반도체 소자 공정 중 시료 표면 위에 형성되는 오염물은 파티클, 유기오염물, 금속 불순물 그리고 자연 산화막으로 나눌 수 있다. 구리 표면에 생성되는 부식생성물의 종류에는 CuO, $Cu_2O$, $Cu(OH)_2$, $CuCO_3{\cdot}Cu(OH)_2$와 같은 생성물들이 있다. 이러한 부식생성물이 구리박막 표면에 형성이 되면 성장된 구리박막의 특성을 저하시키게 된다. 이러한 다양한 오염물들을 제거하기 위해서 여러 가지 전처리 공정에 대한 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서, 스퍼터 방식으로 구리를 증착한 웨이퍼 (Cu/Ti/Si) 를 대기 중에 노출시켜 자연 산화막을 성장시키고, 이 산화막과 대기로부터 흡착된 불순물을 제거하기 위해 계면 활성제인 TS-40A와 $NH_4OH$ 수용액을 사용하여 이들 수용액이 구리 표면층에 미치는 영향에 대해 조사 분석하였다. 사용된 TS-40A는 알칼리 탈지제로서 웨이퍼 표면의 유기물을 제거하는 역할을 하며, $NH_4OH$는 구리를 제거하는 부식액으로 산업현장에서 널리 사용되고 있다. 다양한 표면 전처리 조건에 따른 구리박막 표면의 형상 및 미시적 특성변화를 SEM과 AFM을 이용하여 관찰하였고, 표면의 화학구조 및 성분 변화를 관찰하기 위해 XPS를 측정하였으며, 전기적 특성변화를 관찰하기 위해 4-point prove를 사용하여 박막의 면저항을 측정하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권1호
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• pp.63-70
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• 2023

오늘날 심각한 환경 오염과 에너지의 중요성으로 전력 반도체의 중요도가 지속적으로 높아지고 있다. 특히 wide band gap(WBG)소자 중 하나인 SiC-MOSFET은 우수한 고전압 특성을 가지고 있어 그 중요도가 매우 높다. 하지만 SiC-MOSFET의 전기적 특성이 열에 민감하기 때문에 패키지를 통한 열 관리가 필요하다. 본 논문에서는 기존 전력 반도체에서 사용하는 direct bonded copper(DBC) 기판 방식이 아닌 insulated metal substrate(IMS) 방식을 제안한다. IMS는 DBC에 비해 공정이 쉬우며 coefficient of thermal expansion (CTE)가 높아서 비용과 신뢰성 측면에서 우수하다. IMS의 절연층인 dielectric film의 열전도도가 낮은 문제가 있지만 매우 얇은 두께로 공정이 가능하기 때문에 낮은 열 전도도를 충분히 극복할 수 있다. 이를 확인하기 위해서 이번 연구에서는 electric-thermal co-simulation을 수행하였으며 검증을 위해 DBC 기판과 IMS를 제작하여 실험하였다.

• 기술혁신연구
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• 제26권3호
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• pp.37-68
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• 2018

본 논문에서는 차량용 반도체가 제품 출하 후 사용 환경에 따라 발생되는 불량률을 데이터 마이닝 기법을 이용하여 분석하였다. 20세기 이후 가장 보편적인 이동수단인 자동차는 전자 컨트롤 장치와 자동차용 반도체의 사용량이 급격히 증가하면서 매우 빠른 속도로 진화하고 있다. 자동차용 반도체는 차량용 전자 컨트롤 장치 중 핵심 부품으로 소비자들에게 안정성, 연료 사용의 효율성, 운전의 안정감을 제공하기 위해 사용되고 있다. 자동차용 반도체는 가솔린엔진, 디젤 엔진, 전기 모터를 컨트롤하는 기술, 헤드업 디스플레이, 차선 유지 시스템 등 많은 부분에 적용되고 있다. 이와 같이 반도체는 자동차를 구성하는 거의 모든 전자 컨트롤 장치에 적용되고 있으며 기계적인 장치를 단순히 조합한 이상의 효과를 만들어 내고 있다. 자동차용 반도체는 10년 이상의 자동차 사용 기간을 고려하여 높은 신뢰성, 내구성, 장기공급 등의 특성을 요구하고 있다. 자동차용 반도체의 신뢰성은 자동차의 안전성과 직접적으로 연결되기 때문이다. 반도체업계에서는 JEDEC과 AEC 등의 산업 표준 규격을 이용하여 자동차용 반도체의 신뢰성을 평가하고 있다. 또한 자동차 산업에서 표준으로 제시한 신뢰성 실험 방법과 그 결과를 이용하여 개발 초기 단계 및 제품 양산 초기단계에서 제품의 수명을 예측 하고 있다. 하지만 고객의 다양한 사용 조건 및 사용 시간 등 여러 변수들에 의해 발생되는 불량률을 예측하는 데는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 학계와 산업계에서 많은 연구가 있어왔다. 그 중 데이터 마이닝 기법을 이용한 연구가 다수의 반도체 분야에서 진행되고 있지만, 아직 자동차용 반도체에 대한 적용 및 연구는 미비한 상태이다. 이러한 관점에서 본 연구는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 반도체 조립(Assembly)과 패키지 테스트(Package test) 공정 중 발생 된 데이터들간의 연관성을 규명하고, 고객 불량 데이터를 이용하여 잠재 불량률 예측에 적합한 데이터 마이닝 기법을 검증하였다.