• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.261-267
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• 2020

휴대용기기에 대한 경박단소 및 빠른 속도에 대한 요구는 반도체 패키징 기술에도 변화를 가져왔다. 이에 대한 대응의 하나로 stacked chip scale package(SCSP)가 업계에서 사용되고 있다. SCSP를 구현하기 위한 핵심소재 중의 하나가 die attach film(DAF)이다. 특히, 다이와 기판을 접착하거나 다이와 다이를 접착하는 경우, DAF의 접착필름은 기판의 단차나 본딩 와이어 사이를 기공의 발생 없이 채우기 위해 우수한 고온 유동성이 요구된다. 그러나 이 경우 경화 크랙의 발생을 최소화하기 위해 2단계 경화가 종종 요구되나, 공정시간 단축을 위해서는 1단계 경화가 바람직하다. 본 연구에서는 DAF 접착필름의 조성물을 경화 성분(에폭시 수지), 유연 성분(고무성분), 딱딱한 성분(페녹시수지, 실리카), 3개 군으로 분류하고, 조성물의 변화에 따른 1단계 경화시 경화 크랙, 고온 유동성, die attach (DA) 기공발생에 대한 영향을 혼합물 실험 설계법를 통해 살펴보았다. 경화 크랙은 딱딱한 성분 함량에 가장 크게 영향을 받았으며, 함량이 증가할수록 경화 크랙이 감소하였다. DA 기공의 발생은 딱딱한 성분의 함량이 감소할수록 감소하였으며, 특히, 딱딱한 성분의 함량이 적은 경우는 경화 성분의 함량이 감소할수록, 기공의 발생이 억제되었다. 고온 유동성은 100℃ 저장탄성 계수와 120℃에서의 블리드 아웃(BL-120)으로 평가되었다. 100℃의 고온 저장탄성률은 딱딱한 성분의 감소가 중요하였고, 유동성 지표인 BL-120의 경우는 경화 성분의 함량의 증가와 딱딱한 성분의 감소가 동시에 중요하였다.

• 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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권10호
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• pp.65-70
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• 2008

본 연구에서는 94 GHz 송수신 시스템에 응용이 가능한 평면형 회로 내의 전송 선로 방식의 하나인 CPW(Coplanar Waveguide)와 구형 도파관 간의 신호를 원활히 전달해주는 94 GHz CPW-구형 도파관 변환기를 설계하고 제작하였다. 제안된 변환기는 단일 면에 구현된 Fin-line 테이퍼와 Open 타입의 CPW-Slot-line 변환기 구조로 구성되어 있으며, 이는 MMIC의 플립칩 본딩을 위해 기존의 MMIC 기술을 이용하여 단단하고 구부러지지 않는 사파이어($Al_2O_3$)기판위에 구현되었다. Ansoft사의 HFSS 툴을 이용하여 최적화된 Single-section 변환기를 Back-to-back 구조의 지그로 제작하였고 Anritsu ME7808A Vector Network Analyzer 장비를 이용해 $85{\sim}105$ GHz를 대역에서 S-파라미터들을 측정하였다. 측정 결과, 3 mm 길이를 갖는 CPW의 삽입 손실을 고려하여 94 GHz에서 약 1.7 dB의 삽입 손실과 25 dB 이상의 반사손실을 확인 하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권4호
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• pp.69-74
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• 2010

알루미늄 양극산화(aluminum anodization)의 선택적인 적용을 통하여 DRAM 소자를 위한 새로운 패키지 기판을 제작하였다. 에폭시 계열의 코어(core)와 구리의 적층 형태로 제작되는 일반적인 패키지 기판과는 달리 제안된 패키지 기판은 아래층 알루미늄(aluminum), 중간층 알루미나(alumina, $Al_2O_3$) 그리고 위층 구리(copper)로 구성된다. 알루미늄 기판에 양극산화 공정을 수행함으로써 두꺼운 알루미나를 얻을 수 있으며 이를 패키지 기판의 유전체로 사용할 수 있다. 알루미나층 위에 구리 패턴을 배치함으로써 새로운 2층 금속 구조의 패키지 기판을 완성하게 된다. 또한 알루미늄 양극산화를 선택적인 영역에만 적용하여 내부가 완전히 채워져 있는 비아(via) 구조를 구현할 수 있다. 패키지 설계 시에 비아 인 패드(via in pad) 구조를 적용하여 본딩 패드(bonding pad) 및 볼 패드(ball pad) 상에 비아를 배치하였다. 상기 비아 인 패드 배치 및 2층 금속 구조로 인해 패키지 기판의 배선 설계가 보다 수월해지고 설계 자유도가 향상된다. 새로운 패키지 기판의 주요 설계인자를 분석하고 최적화하기 위하여 테스트 패턴의 2차원 전자기장 시뮬레이션 및 S-파라미터 측정을 진행하였다. 이러한 설계인자를 바탕으로 모든 신호 배선은 우수한 신호 전송을 얻기 위해서 $50{\Omega}$의 특성 임피던스를 가지는 coplanar waveguide(CPW) 및 microstrip 기반의 전송선 구조로 설계되었다. 본 논문에서는 패키지 기판 구조, 설계 방식, 제작 공정 및 측정 등을 포함하여 양극산화 알루미늄 패키지 기판의 특성과 성능을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.503-510
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• 2006

Readout 회로는 검출기에서 발생되는 신호를 영상신호처리에 적합한 신호로 변환시키는 회로를 말한다. 일반적으로 감지소자와의 임피던스 매칭, 증폭기능, 잡음제거 기능, 및 셀 선택 둥의 기능을 갖추어야하며, 저 전력, 저 잡음, 선형성, 단일성(uniformity),큰 동적 범위(dynamic range), 우수한 주파수 응답 특성 등의 조건을 만족하여야 한다. Focal Plane array (FPA)용 자외선 영상 장비 개발을 위한 기술 요소는 첫째, 자외선 검출기(detector) 재료 및 미세 가공 기술 둘째, detector에서 출력되는 전기신호를 처리하기 위한 ReadOut IC (ROIC) 설계기술 그리고, detector 와 ROIC를 하이브리드 본딩하기 위한 패키지 기술 등으로 구분할 수 있다. ROIC는 영상장비 지능화 및 다기능화를 가능하게 하며, 궁극적으로 고부가가치 상품화를 위한 핵심부품이다. 특히, 고해상도 영상 장비용 ROIC의 개발을 위해서는 검출기 특성, 신호의 동적 범위, readout rate, 잡음 특성, 셀 피치(cell pitch), 전력 소모 등의 설계사양을 만족하는 고집적, 저 전력 회로설계 기술이 필요하다. 본 연구에서는 칩 제작 기간 단축 및 비용의 절감을 위하여 $8\times8$ FPA용 prototype ROIC를 설계 및 제작한다. 제작된 $8\times8$ FPA용 ROIC의 단위블럭 및 전체기능을 테스트하며, ROIC 제어보드 및 영상보드를 제작하여 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 통신으로 PC의 모니터에서 검출된 영상을 확인함으로써, ROIC의 동작을 완전히 검증할 수 있다.

• 센서학회지
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• 제10권5호
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• pp.292-303
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• 2001

본 연구에서는 수평형 전계 방출 소자를 제작하고 그 특성을 측정하였다. 이를 진공자장 센서에 이용하기 위하여 Lorentz 원리를 응용하여 센서를 설계하고 제작하였다. $POCl_3(10^{20}cm^{-3})$ 도핑된 다결정 실리콘을 전계 방출 소자의 음극 및 양극 재료로 이용하였으며 그 두께는 각각 $2\;{\mu}m$였다. PSG(두께 $2\;{\mu}m$)를 희생층으로 사용하여 최종 단계에서 불산을 이용하여 제거하고 승화건조법을 이용하여 소자의 기판 점착 현상을 방지하였다. 제작된 소자를 유리기판 #1 위에 silver paste로 고정시키고 Cr 전극 패드와 와이어본딩 한 뒤 진공내에서 양극접합공정을 이용하여 소자를 $1.0{\times}10^{-6}\;Torr$에서 진공 실장하였다. 실장 후 게터를 활성화하여 내부진공도를 향상시켰다. 이렇게 패키징된 소자는 두달여 기간 동안 특별한 특성저하 없이 잘 동작되었으며 그 이상의 기간에 대해서는 확인하지 못하였다. 패키징된 자장 센서는 패키징하기 전 진공챔버 내에서 보인 특성치와 별다른 차이 없이 잘 동작되었으며 단지 약간의 전류 감소 현상만이 관찰되었다. 측정된 센서의 감도는 약 3%/T로서 작은 값이었으나 그 가능성을 확인할 수는 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권4호
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• pp.443-447
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• 2003

본 논문에서는 $0.2\mu\textrm{m}$ GaAs MODFET(modulation doped FET)를 이용하여 제작한 위성방송수신용 고성능 다운컨버터 MMIC에 관해서 보고한다. GaAs 화합물 반도체 기판상에 제작된 본 논문의 고집적 다운컨버터 MMIC는 싱글 밸런스 믹서, IF증폭기, 액티브형 버룬, 그리고 국부 발진기 주파수(LO) 신호의 누설전력 억제용 필터까지 한 칩에 내장하고 있다. 저잡음특성을 실현하기 위해서, 믹서의 소스부에 소스인덕터가 접속된 소스인덕터 피드백 회로형태의 믹서를 이용하였으며, 그 결과 잡음지수 4.8 dB의 초저잡음 다운컨버터 MMIC가 실현되었다. 이는 종래의 위성방송 수신용 다운컨버터 MMIC의 잡음지수보다 3 dB정도 낮은 수치이다. 그리고, 소비전력을 줄이기 위해 믹서에 대해서 저 LO입력 전력 설계를 수행하였고, 그 결과 믹서의 LO신호 입력부에 위치하는 LO 증폭기가 불필요하게 되었다. 이로인해 본 논문의 다운컨버터 MMIC에 대해서 175 mW(동작전압:5V, 소비전류:35mA)의 저소비전력 특성을 얻을 수 있었으며, 이는 종래의 위성방송 수신용 다운컨버터 MMIC의 소비전력의 70%에 해당한다. 더욱이, IF신호 출력단에서의 LO신호 누설전력을 억제하기 위해서, 스파이럴 인덕터 필터가 본 논문의 MMIC에 내장되었다. 그리고, 다운컨버터 MMIC 칩의 면적을 줄이기 위해, 믹서의 입력부의 X밴드 입력정합회로로서 MMIC 패키지 내부의 본딩 와이어를 이용하였다. 그 결과, $0.84{\times}0.9\textrm{mm}^2$의 초소형 MMIC가 제작되었다. 본 논문의 MMIC 칩 면적은 종래의 위성방송 수신용 MMIC의 50%이하이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.476-476
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• 2014

서론: 저 전력 소모를 필요로 하는 무선 센서 네트워크 관련 기술의 급격한 발달과 함께 자체 전력 수급을 위한 진동 에너지 수확 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 다양한 구조와 소재를 압전 외팔보에 적용하여 제안하고 있다. 그 중에서도 진동 기반의 에너지 수확 소자는 주변 환경에서 쉽게 진동을 얻을 수 있고, 높은 에너지 밀도와 제작 방법이 간단하다는 장점을 가지고 있어 많은 분야에 응용 및 적용 가능하다. 기존 연구에서는 2차원적으로 진동 에너지 수확을 위한 휜 구조의 압전 외팔보를 제안 하였다. 휜 구조를 갖는 압전 외팔보는 각각의 짧은 두 개의 평평한 외팔보가 일렬로 연결된 것으로 볼 수 있다. 하나의 짧고 평평한 외팔보는 진동이 가해지면 접선 방향으로 응력이 생겨 최대 휨 모멘텀을 갖게 된다. 그러므로 휜 구조를 갖는 외팔보는 진동이 인가됨에 따라 길이 방향과 수직 방향으로 진동한다. 하지만, 이 구조는 수평 방향으로 가해지는 진동에 대한 에너지를 수확하기에는 한계점을 가진다. 즉, 3축 방향에서 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확하기는 어렵다. 본 연구에서는 3축 방향에서 에너지를 효율적으로 수확할 수 있도록 헤어-셀 구조의 압전 외팔보 에너지 수확소자를 제안한다. 제안된 소자는 길이 방향과 수직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 진동하여 임의의 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있다. 구성 및 공정: 제안하는 소자는 3축 방향에서 임의의 진동을 수확하기 위해서 길이를 길게 늘이고 길이 방향을 따라 휘어지는 구조의 헤어-셀 구조로 제작하였다. 외팔보의 구조는 외팔보의 폭 대비 길이의 비가 충분히 클 때, 추가적인 자유도를 얻을 수 있다. 그러므로 헤어-셀 구조의 에너지 수확 소자는 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향을 통해서 3차원적으로 임의의 주변 진동 에너지를 수확하여 전기적인 에너지로 생성시킬 수 있다. 제작된 소자는 높은 종횡비를 갖는 무게 추($500{\times}15{\times}22{\mu}m3$)와 길이 방향으로 길게 휜 압전 외팔보($1000{\times}15{\times}1.7{\mu}m3$)로 구성되어있다. 공정 과정은 다음과 같다. 먼저, 실리콘 웨이퍼 위에 탄성층을 형성하기 위해 LPCVD SiNx를 $0.8{\mu}m$와 LTO $0.2{\mu}m$를 증착 후, 각각 $0.03{\mu}m$과 $0.12{\mu}m$의 두께를 갖는 Ti와 Pt을 하부 전극으로 스퍼터링한다. 그리고 Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 박막을 $0.35{\mu}m$ 두께로 졸겔법을 이용하여 증착하고 상부 Pt층을 두께 $0.1{\mu}m$로 순차적으로 스퍼터링하여 형성한다. 상/하부 전극은 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용해 건식 식각으로 패턴을 형성한다. PZT 층과 무게 추 사이의 보호막을 씌우기 위해 $0.2{\mu}m$의 Si3N4 박막이 PECVD 공정법으로 증착되고, RIE로 패턴을 형성된다. Ti/Au ($0.03/0.35{\mu}m$)이 E-beam으로 증착되고 lift-off를 통해서 패턴을 형성함으로써 전극 본딩을 위한 패드를 만든다. 초반에 형성한 실리콘 웨이퍼 위의 SiNx/LTO 층은 RIE로 외팔보 구조를 형성한다. 이후에 진행될 도금 공정을 위해서 희생층으로는 감광액이 사용되고, 씨드층으로는 Ti/Cu ($0.03/0.15{\mu}m$) 박막이 스퍼터링 된다. 도금 형성층을 위해 감광액을 패턴화하고, Ni0.8Fe0.2 ($22{\mu}m$)층으로 도금함으로써 외팔보 끝에 무게 추를 만든다. 마지막으로, 압전 외팔보 소자는 XeF2 식각법을 통해 제작된다. 제작된 소자는 소자의 여러 층 사이의 고유한 응력 차에 의해 휨 변형이 생긴다. 실험 방법 및 측정 결과: 제작된 소자의 성능을 확인하기 위하여 일정한 가속도 50 m/s2로 3축 방향에 따라 입력 주파수를 변화시키면서 출력 전압을 측정하였다. 먼저, 소자의 기본적인 공진 주파수를 얻기 위하여 수직 방향으로 진동을 인가하여 주파수를 변화시켰다. 그 때에 공진 주파수는 116 Hz를 가지며, 최대 출력 전압은 15 mV로 측정되었다. 3축 방향에서 진동 에너지 수확이 가능하다는 것을 확인하기 위하여 제작된 소자를 길이 방향과 수평 방향으로 가진기에 장착한 후, 기본 공진 주파수에서의 출력 전압을 측정하였다. 진동이 길이방향으로 가해졌을 때에는 33 mV, 수평방향으로 진동이 인가되는 경우에는 10 mV의 최대 출력 전압을 갖는다. 제안하는 소자가 수 mV의 적은 전압은 출력해내더라도 소자는 진동이 인가되는 각도에 영향 받지 않고, 3축 방향에서 진동 에너지를 수확하여 전기에너지로 얻을 수 있다. 결론: 제안된 소자는 3축 방향에서 진동 에너지를 수확할 수 있는 에너지 수확 소자를 제안하였다. 외팔보의 구조를 헤어-셀 구조로 길고 휘어지게 제작함으로써 기본적인 길이 방향, 수직방향 그리고 수평방향에 더불어 추가적으로 뒤틀리는 방향에서 출력 전압을 얻을 수 있다. 미소 전력원으로 실용적인 사용을 위해서 무게추가 더 무거워지고, PZT 박막이 더 두꺼워진다면 소자의 성능이 향상되어 높은 출력 전압을 얻을 수 있을 것이라 기대한다.

• 대한치과교정학회지
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• 제39권4호
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• pp.213-224
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• 2009

본 연구에서는 세라믹 브라켓 제거에 Er:YAG 레이저 조사가 도움이 되는지 알아보고, 브라켓 제거에 적합한 레이저 조사 방법을 연구하였으며, 또 이렇게 적용된 레이저가 치수와 법랑질에 손상을 주는지도 알아보았다. 총 190개의 치아, 단결정 세라믹 브라켓(MISO), 다결정 세라믹 브라켓(Transcend series 6000)과 KEY Laser3를 사용하였다. 실험군은 세라믹 브라켓의 종류(단결정, 다결정)와 레이저의 에너지(140, 300, 450, 600 mJ)에 따라 분류하였으며, 레이저를 브라켓당 두 곳에 1펄스씩 조사하고, 전단 강도를 측정하였다. 대조군은 레이저를 조사하지 않는 군으로 하였다. 레이저 조사에 의한 열 효과는 브라켓 하방 법랑질과 치수강에서 측정하였으며, 전단 강도 측정 후 치면에 남아있는 접착제의 양을 접착제 잔류 지수(adhesive remnant index)를 이용하여 평가하였다. 레이저 조사로 인한 접착제의 파괴 양상과 법랑질 표면 변화를 주사전자현미경으로 관찰하였다. 모든 세라믹 브라켓군에서 레이저 에너지가 증가할수록 전단 강도는 유의하게 감소하였다. 또한, 브라켓 하방 법랑질에서 최대 온도 변화는 평균 $3.78^{\circ}C$ 상승에 그쳤으며, 치수강에서 최대 온도 변화는 평균 $0.9^{\circ}C$ 상승에 그쳤다. 주사전자현미경을 이용한 법랑질과 접착제 단면 관찰에서 접착제 표면이 레이저에 의해 붕괴되어 분화구 모양의 구덩이로 관찰되었으며, 일부 시편에서 약 $10\;-\;30{\mu}m$의 법랑질 손상이 발견되었다. Transbond XT로 부착된 단결정 도재 브라켓(MISO)의 디본딩에 Er:YAG 레이저를 이용할 경우, 300 - 450 mJ의 레이저 에너지를, 그리고 다결정 도재 브라켓(Transcend series 6000)의 경우는 450 mJ 정도의 에너지를 사용하는 것이 효과적이고 안전할 것으로 생각된다.