• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.21 no.1
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• pp.1-6
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• 2014

Flip chip bonded LED packages possess lower thermal resistance than wire bonded LED packages because of short thermal path. In this study, thermal and bonding properties of flip chip bonded high brightness LED were evaluated for Au-Sn thermo-compression bonded LEDs and Sn-Ag-Cu reflow bonded LEDs. For the Au-Sn thermo-compression bonding, bonding pressure and bonding temperature were 50 N and 300oC, respectively. For the SAC solder reflow bonding, peak temperature was $255^{\circ}C$ for 30 sec. The shear strength of the Au-Sn thermo-compression joint was $3508.5gf/mm^2$ and that of the SAC reflow joint was 5798.5 gf/mm. After the shear test, the fracture occurred at the isolation layer in the LED chip for both Au-Sn and SAC joints. Thermal resistance of Au-Sn sample was lower than that of SAC bonded sample due to the void formation in the SAC solder.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.6
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• pp.443-453
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• 2017

In flip chip technology, the conventional solder bump has been replaced with a copper (Cu) pillar bump owing to its higher input/output (I/O) density, finer pitch, and higher reliability. However, Cu pillar bump technology faces several issues, such as interconnect shorting and higher low-k stress due to stiffer Cu pillar structure when the conventional reflow process is used. Therefore, the thermal compression bonding (TCB) process has been adopted in the flip chip attachment process in order to reduce the package warpage and stress. In this study, we investigated the package warpage induced during the TCB process using a numerical analysis. The warpage of the TCB process was compared with that of the reflow process.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.20 no.1
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• pp.7-13
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• 2013

3D stacked IC is one of the promising candidates which can keep Moore's law valid for next decades. IC can be stacked through various bonding technologies and they were reviewed in this report, for example, wafer direct bonding and atomic diffusion bonding, etc. As an effort to reduce the high temperature and pressure which were required for high bonding strength in conventional Cu-Cu thermo-compression bonding, surface activated bonding, solid liquid inter-diffusion and direct bonding interface technologies are actively being developed.

• Transactions of the KSME C: Technology and Education
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• v.3 no.4
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• pp.265-271
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• 2015

The bonding process should be achieved in vacuum environment to avoid air bubble. In this study, we studied about pressure uniformity that became an issue in thermo compression bonding usually. Uniform press is realized by the method that use air spring and metal form spring. The concept of uniform press using air spring is removed except pressing direction in the press processing so angle between the vector of pressure surface and the pressure axis is parallel automatically. Air spring compensate the errors of machining and assembly. Metal form compensate the thermal deformation and flatness error.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.47-48
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.06a
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• pp.933-934
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• 2008

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.129-129
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• 2017

열전재료는 열에너지를 전기에너지로 또는 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데 가장 널리 사용되는 재료이다. $Bi_2Te_3$계 열전 재료는 400K 이하의 비교적 저온 영역에서 높은 성능지수(Dimensionless Figure of merit, ZT($={\alpha}2{\sigma}T/{\kappa}$, ${\alpha}$: 제백계수, ${\sigma}$: 전기전도도, T: 절대온도, ${\kappa}$: 열전도도))를 나타내는 열전재료이며 자동차 시트나 정수기 등에 응용되고 있다. 열전모듈은 제조시 수십 개에서 수백 개 이상의 n형 및 p형 열전소자를 알루미나($Al_2O_3$)와 같은 세라믹 기판(substrate) 상에 접합된 동 전극 위에 전기적으로 서로 직렬로 접합시켜 제조한다. 기존의 열전모듈의 제조방법에는 동 전극 위에 위에 Sn합금 분말과 플럭스(flux)의 혼합물인 솔더페이스트를 스크린 인쇄법을 사용하여 동 전극에 도포한 다음, 그 위에 열전소자를 얹고 약 520K의 열풍을 가하여 솔더를 용융시켜 열전소자와 동 전극을 접합시킨다. 스크린 인쇄법에서는 인쇄 압력이 일정하지 않으면, 솔더페이스트 층의 두께가 균일하지 않게 되어 열전소자 접합부의 불량을 유발시킨다. 그러나 열모듈은 단 하나의 접합 불량이 모듈 전체의 열전변환성능에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 솔더페이스트를 도포하지 않고 열전소자를 직접 동 전극과 접합할 수 있는 방법을 고안하였다. 무전해도금을 이용한 니켈층을 형성시킨 $Bi_2Te_3$계 열전소자 표면에 약 $50{\mu}m$의 주석도금층을 전기도금법을 구사하여 형성시켰다. 그 후, wire cutting을 통하여 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$의 크기로 절단한 주석도금된 열전소자를 동 전극에 얹고 1.1KPa의 압력을 가하면서 523K의 핫플레이트 위에서 3분간 방치하여 직접(direct) 열압착 접합을 실시하였다. 접합부의 단면을 SEM을 이용하여 관찰한 결과, 동 전극과 열전소자 사이의 계면에 용융 후 응고된 주석층이 결함없이 균일하게 형성된 양호한 접합부를 관찰할 수 있었다. 따라서, 솔더페이스트를 이용하지 않고, 열전소자 표면에 주석도금을 실시한 후, 동 전극과 직접 열압착 본딩을 실시하는 방법은 균일한 접합계면을 얻을 수 있는 새로운 공정으로 기대된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.64.1-64.1
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• 2011

LCD 디스플레이 등에 사용되는 글래스 패널 위에 bare si die를 직접 실장하는 COG 플립칩 패키지의 경우 Au 범프와 ITO 패드 간의 전기적 접속 및 접합부 신뢰성 확보를 위해 접속소재로서 ACF (anisotropic conductive film)가 사용되고 있다. 그러나 ACF는 고가이고 접속피치 미세화에 따라 브릿지 형상에 의한 쇼트 등의 문제가 발행할 수 있어 NCP (non-conductive paste)의 상용화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 NCP를 적용한 COG 패키지에 있어서 온도, 압력 등의 열압착 본딩 조건과 NCP 물성이 Au-ITO 접합부의 전기적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. NCP는 에폭시 레진과 경화제, 촉매제를 사용하여 다양하게 포뮬레이션을 하였고 DSC (Differential Scanning Calorimeter), TGA (Thermogravimetric Analysis), DEA (Dielectric Analysis) 등의 열분석장비를 이용하여 NCP의 물성과 경화 거동을 확인하였다. 테스트 베드는 면적 $5.2{\times}7.2\;mm^2$, 두께 650 ${\mu}m$, 접속피치 200 ${\mu}m$의 Au범프가 형성된 플립칩 실리콘 다이와 접속패드가 ITO로 finish된 글래스 기판을 사용하였다. 글래스 기판과 실리콘 칩은 본딩 전 PVA Tepla사의 Microwave 플라즈마 장비로 Ar, $O_2$ 플라즈마 처리를 하였으며, Panasonic FCB-3 플립칩 본더를 사용하여 본딩하였다. 본딩 후 접합면의 보이드를 평가하고 die 전단강도로 접합강도를 측정하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.27 no.7
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• pp.7-12
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• 2010

In this paper, chip-on-glass(COG) interconnection with anisotropic conductive film(ACF) using lateral thermosonic bonding technology is considered. In general, thermo-compression bonding which is used in practice for flip-chip bonding suffers from the low productivity due to the long bonding time. It will be shown that the bonding time can be improved by using lateral thermosonic bonding in which lateral ultrasonic vibration together with thermo-compression is utilized. By measuring the internal temperature of ACF, the fast curing of ACF thanks to lateral ultrasonic vibration will be verified. Moreover, to prove the reliability of the lateral thermosonic bonding, observation of pressured mark by conductive particles, shear test, and water absorption test will be conducted.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.21 no.3
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• pp.1-6
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• 2014

The demand for fine-pitch devices is increasing due to an increase in I/O pin count, a reduction in power consumption, and a miniaturization of chip and package. In addition non-scalability of Cu pillar/Sn cap or Pb-free solder structure for fine-pitch interconnection leads to the development of bumpless interconnection system. Few bumpless interconnect systems such as BBUL technology, SAB technology, SAM technology, Cu-toCu thermocompression technology, and WOW's bumpless technology using an adhesive have been reviewed in this paper: The key requirements for Cu bumpless technology are the planarization, contamination-free surface, and surface activation.