• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.43-49
• /
• 2016

Reliability characteristics of thin package-on-packages were evaluated using T/H (temperature/humidity) test at $85^{\circ}C/85%$ for 500 hours, TC (temperature cycling) test at $-40{\sim}100^{\circ}C$ for 1,000 cycles, and HTS (high temperature storage) test at $155^{\circ}C$ for 1,000 hours. The average resistance of the solder-bump circuitry between the top and bottom packages of 24 package-on-package (PoP) samples, which were processed using polyimide thermal tape, was $0.56{\pm}0.05{\Omega}$ and quite similar for all 24 samples. Open failure of solder joints did not occur after T/H test for 500 hours, TC test for 1,000 cycles, and HTS test for 1,000 hours, respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.06a
• /
• pp.340-341
• /
• 2008

본 논문에서는 미세 패턴을 구현하기 위해 폴리머 소재의 조성에 따른 공정의 영향에 대해서 연구를 하였다. 제작된 본딩 필름은 난연계 에폭시수지와 고내열 특성을 위해서 경화제 조화 성분 폴리머를 이용하였다. 또한, CTE 값을 향상하기 위해서 필러로서 SiO2 분말을 이용하였다. 조성물은 혼합하여 슬러리를 만들고, 테입 캐스터를 이용하여 필름을 제작하였다. 제작된 필름은 150 및 160도의 온도에서 가열 가압하여 경화하였다. 제작된 수지는 유전율 3.2의 유전율과 loss tan 6값이 0.015값을 나타내었다. 또한 제작된 본딩 필름의 조화특성 연구를 위해서 경화조건, 스웰링 조건, 디스미어 시간에 따른공정 변화의 영향에 대해 고찰하였으며 제작된 시편의 조도는 SEM으로 관찰하여 조화성분 함량에 따른 최적 조건을 선정하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
• /
• v.14 no.5
• /
• pp.163-168
• /
• 2004

We prepared ultra thin film structure of Si(100)/ $SiO_2$(200 nm)/Ta(5 nm)/Ni$_{80}$Fe$_{20/(l～15 nm)}$Ta(5 nm) using an inductively coupled plasma(ICP) helicon sputter. Magnetic properties and cross-sectional microstructures were investigated with a superconduction quantum interference device(SQUID) and a transmission electron microscope(TEM), respectively. We report that NiFe films of sub-3 nm thickness show the B$_{bulk}$ = 0 and B$_{surf}$=-3 ${\times}$ 10$^{-7}$(J/$m^2$). Moreover, Curie temperature may be lowered by decreasing thickness. Coercivity become larger as temperature decreased with 0.5 nm - thick Ta/NiFe interface intermixing. Our result implies that effective magnetic properties of magnetoelastic anisotropy, saturation magnetization, and coercivity may change abruptly in nano-thick films. Thus we should consider those abrupt changes in designing nano-devices such as MRAM applications.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.190-190
• /
• 2008

자연적으로 발생되는 파도, 비, 우박 등과 철도, 차량 및 엘리베이터 등과 같은 인위적인 설치, 이동에 의해 발생되는 진동에너지는 우리 일상생활에서 가장 흔하게 발생할 수 있는 에너지원인데, 이러한 진동에너지는 압전 소재를 이용하여 재생 가능하여 최근에는 이에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들면, 미국의 MIT에서는 인간이 걸을 때 신발에 가해지는 압력을 이용하여 전력을 발생시키는 연구를 진행하여 2.9 mW의 전력을 얻었다. 특히 이러한 기술은 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 소형 전자기기 등에 서 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 기술로 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 이러한 압전발전 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있다. 하지만 에너지 효율을 높이기 위하여 적층 구조의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, $1000^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 소재 원가가 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스 소재를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소결온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소랑 첨가하여 액상 소걸 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 소결체의 전체적인 제조 공정은 일반적인 벌크 세라믹의 소걸 공정을 따랐다. 최종 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고 SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$ 에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. Impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였고, 압전전하상수는 $d_{33}$-meter로 측정하였다. 본 연구에서는 압전체에 가해지는 하중의 크기, 시편의 크기, 하중을 가하는 방법, 에너지 저장회로의 최적화 등을 다양하게 시도하면서 에너지 변환 및 저장 효율을 평가하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.24 no.2
• /
• pp.23-27
• /
• 2017

This paper proposes an approach to predict the reliability of high temperature heaters by identifying their primary failure modes and mechanisms in the field. Test specimens were designed to have the equivalent stress conditions with the high temperature heaters in the field in order to examine the effect of stress conditions on the solder joint failures. There failures often result from cracking due to intermetallic compound (IMC) or void formation within a solder joint. Aging tests have been performed by exposing the test specimens to a temperature of $170^{\circ}C$ in order to reproduce solder joint failures in the field. During the test, changes in IMC formation were investigated by scanning electron microscopy (SEM) on the cross-sections of the test specimens, while changes in void formation were monitored both by resistance spectroscopy and by micro-computed tomography (microCT), alternately. The test results demonstrated the void volume within the solder increased as the time at the high temperature increased. Also, the phase shift of high frequency resistance was found to have high correlation with the void volume. These results implied the failure of high temperature heaters can be non-destructively predicted based on the correlation.

• Journal of Sensor Science and Technology
• /
• v.4 no.3
• /
• pp.22-29
• /
• 1995

Lithium ionic solid electrolyte was synthesized at $60^{\circ}C$ in $N_{2}$ ambience by sol-gel method, using tetraethyl orthosilcate, lithium methoxide, zirconium n-propoxide, and tributyle phosphate as precursors. The prepared material was dried and crushed into powder, and it was pressed into disk type samples. These samples were sintered at $900^{\circ}C{\sim}1100^{\circ}C$ for 50 hours. The physical characteristics of the samples were investigated by TG/DTA, SEM, AES and XRD methods. $CO_{2}$ sensor based on lithium ionic solid electrolyte was fabricated and its operational characteristics were measured. The sensing characteristics of the sensor sintered at $1000^{\circ}C$ shows the variation of e.m.f. about $35{\sim}63\;mV/decade$ for the variation of $CO_{2}$ concentration at $200^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$ of operating temperature, and good linearity for $300{\sim}6000\;ppm$.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.225-230
• /
• 2016

Fiber Bragg grating (FBG) sensors are currently the most prevalent sensors because of their unique advantages such as ease of multiplexing and capability of performing absolute measurements. They are applied to various structures for structural health monitoring (SHM). The signal characteristics of FBG sensors under thermal loading should be investigated to enhance the reliability of these sensors, because they are exposed to certain cyclic thermal loads due to temperature changes resulting from change of seasons, when they are applied to structures for SHM. In this study, tests on specimens are conducted in a thermal chamber with temperature changes from -$20^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$ for 300 cycles. For the specimens, two types of base materials and adhesives that are normally used in the manufacture of packaged FBG sensors are selected. From the test results, it is confirmed that the FBG sensors undergo some degree of compressive strain under cyclic thermal load; this can lead to measurement errors. Hence, a pre-calibration is necessary before applying these sensors to structures for long-term SHM.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.72-72
• /
• 2000

ITO(Indium-Tin-Oxide)는 n-type 전도 특성을 갖는 산화물 반도체로서 가시광 영역에서의 높은 광투과율 및 낮은 전기 비저항을 나타내기 때문에 태양전지, 액정디스플레이(liquid crystal display), 터치스크린(touch screen) 등의 투명전극 재료, 전계 발광(electroluminescent) 소자, 표면발열체, 열반사 재료 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 본 연구에서는 타겟 제작에 드는 비용을 줄이고, 타겟 이용의 효율성을 높이기 위해 기존의 세라믹 타겟 대신 분말 타겟을 사용하여 유리 기판 상에 ITO 박막을 DC magnetron sputtering법에 의해 제조하고, 열처리 온도 및 열처리 분위기에 따른 ITO 박막의 전기적 광학적 특성을 조사하였다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$이하인 경우 열처리하지 않은 시편과 동일하게 In2O3의 (411)면에 해당하는 peak가 관찰되었다. 그러나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 할 경우 (411)면 peak의 세기는 상대적으로 감소하고 대신 이전에 나타나지 않았던 (222)면에 대응하는 peak 세기가 현저하게 증가함을 알 수 잇다. 이것은 ITO 박막의 경정성장이 열처리 전 (411)면 방향으로 이루어지나 20$0^{\circ}C$의 온도로 열처리 후 재결정화에 의해 (222)면 방향으로의 우선방위를 갖고 성장함을 의미한다. 또한 주로 높은 기판온도에서 관찰되었던 (211), (400), (411), (440), (622)면 등에 해당하는 peak가 나타남을 볼 수 있었다. 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 결정구조에는 큰 변화 없이 (222)면 peak 세기가 증가하였다. 한편 열처리 온도를 더욱 증가시킴에 따라 (222)면 peak 세기가 상대적으로 조금 감소할뿐 XRD회절 결과에는 큰 변화를 관찰할 수 없었다. 이러한 결과로부터 기판을 가열하지 않고 증착한 ITO 박막의 재결정화에 필요한 최소의 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$이며, 그 이상의 열처리 온도는 ITO박막의 결정구조에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 열처리 전 비저항은 1.1$\times$10-1 $\Omega$-cm 의 값을 가지거나 10$0^{\circ}C$의 온도로 열처리함에 따라 9.8$\times$102$\Omega$-cm 로 약간 감소하였다. 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$로 높임에 따라 비저항은 급격히 감소하여 1.7$\times$10-3$\Omega$-cm의 최소값을 나타내었다. 열처리 온도가 10$0^{\circ}C$인 경우 가시광 영역에서의 광투과율은 열처리하지 않은 시편과 비교해 볼 때 약간 증가하였다. 열처리 온도는 20$0^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 투과율은 크게 향상되어 흡수단 이상의 파장영역에서 90% 이상의 투과율을 나타내었다. 이러한 광투과율의 향상은 앞서 증착된 ITO 박막이 열처리 중 재결합에 의해 우선 성장 방위가 (411)면 방향에서 (222)면 방향으로 변화되었기 때문으로 생각된다. 그러나 열처리 온도를 20$0^{\circ}C$이상으로 증가시켜도 광투과율은 큰 변화를 나타내지 않았다.

• Composites Research
• /
• v.28 no.5
• /
• pp.316-321
• /
• 2015

This study investigated the effects of microcapsules on mechanical properties and thermal stability of the composite material containing self-healing microcapsules. To this end, tensile specimens and flexural specimens containing melamine-urea-formaldehyde (M-U-F) shell walled microcapsules with diameters of $70{\sim}130{\mu}m$ were manufactured. Varying amount of microcapsules in the specimens was considered: 0 wt%, 0.5 wt%, and 1.0 wt%. The tensile and flexural tests were conducted to evaluate mechanical properties of the specimens containing the microcapsules and the thermogravimetric analysis test was performed to evaluate the thermal stability of the specimens containing the microcapsules. The results show that the tensile strength of the specimens was sensitive to the amount of the microcapsules compared to the tensile modulus even though the tensile modulus of the specimens was not significantly affected by the amount of the microcapsules. However, reduction of the tensile strength was not linearly proportional to the amount of microcapsules; similar results were observed in the flexural test. The weight changes of the specimens containing the microcapsules, as a function of temperature, were similar to those specimens without microcapsules. The thermal stability of the specimens was not affected significantly by the microcapsules embedded in the specimens.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.133-133
• /
• 2011

최근 나노입자를 이용한 비휘발성 메모리 소자의 제작에 대한 연구가 진행되고 있다. 특히, 실리사이드 계열의 나노입자를 적용한 소자는 일함수가 크지만 실리콘 내의확산 문제를 가지고 있는 금속 나노입자와 달리 현 실리콘 기반의 반도체 공정 적용이 용이한 잇 점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 실리사이드 계열의 화합물 중에서 4.63 eV인 Vanadium Silicide ($V_3$Si) 박막을 열처리 과정을 통하여 수 nm 크기의 나노입자로 제작하였다. 소자의 제작은 p-Si기판에 5 nm 두께의 $SiO_2$ 터널층을 dry oxidation 방법으로 성장시킨 후 $V_3$Si 금속박막을 RF magnetron sputtering system을 이용하여 3~5 nm 두께로 tunnel barrier위에 증착시켰다. Rapid thermal annealing법으로 질소 분위기에서 $1000^{\circ}C$의 온도로 30초 동안 열처리하여 $V_3$Si 나노 입자를 형성 하였으며. 20 nm 두께의 $SiO_2$ 컨트롤 산화막층을 ultra-high vacuum magnetron sputtering을 이용하여 증착하였다. 마지막으로 thermal evaporation system을 통하여 Al 전극을 직경 200, 두께 200nm로 증착하였다. 제작된 구조는 metal-oxide-semiconductor구조를 가지는 나노 부유 게이트 커패시터 이며, 제작된 시편은 transmission electron microscopy을 이용하여 $V_3$Si 나노입자의 크기와 균일성을 확인했다. 소자의 전기적인 측정은 E4980A capacitor parameter analyzer와 Agilent 81104A apulse pattern generator system을 이용한 전기용량-전압 측정을 통해 전하저장 효과를 분석하였다.