• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.269-269
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• 2016

최근, 플렉서블 광전자소자 제작 기술의 눈부신 발전으로, 기존의 평면형 이미지 센서가 가지고 있는 여러가지 한계를 극복하기 위해 곡면형 이미지 센서 제작에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 리소그래피, 물질 성장, 도포, 에칭 등의 대부분의 반도체 공정은 평면 기판에 기반한 공정 방법으로 곡면 구조의 이미지 센서를 제작하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 곡면형 이미지 센서의 제작을 위해 곡면 구조 위에서의 직접적인 공정 대신 평면 기판에서 단결정 실리콘을 이용해 전사 인쇄가 가능하고 수축이 가능한 초박막 구조의 이미지 센서를 제작한 후 이를 떼어내는 방식을 이용하였다. 이온 주입 및 건식 식각 공정을 통해 평면 SOI (Silicon on Insulator) 기판 위에 단일 광다이오드 배열 형태의 소자를 제작한 후 수 차례의 폴리이미드 층 도포 및 스퍼터링을 통한 금속 배선 공정을 통해 초박막 형태의 광 검출기를 완성한다. 이후 습식 식각 및 폴리디메틸실록산(PDMS) 스탬프를 이용한 전사 인쇄 공정을 통해 기판으로부터 디바이스를 분리하여 변형 가능한 형태의 이미지 센서를 얻을 수 있다. 이러한 박막형 이미지 센서는 유연한 재질로 인해 수축 및 팽창, 구부림과 같은 구조적 변형이 가능하게 되어 겹눈 구조 카메라, 튜너블 카메라 등과 같이 기존 방식의 반도체 공정으로는 구현할 수 없었던 다양한 이미징 시스템 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.6
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• pp.623-626
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• 2011

Various poly(amic acid)s were synthesized from PMDA/BPDA/p-PDA/ODA with different mole ratios and effectively converted into 4-component polyimide films by thermal imidization. The chemical structures and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer (TMA), dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The tensile strength, modulus, and thermal properties of polyimides films increased with the amount of rigid PMDA and p-PDA, while the elongation and moisture absorption of polyimide films increased with the amount of flexible BPDA and ODA. One of 4-component polyimide films exhibited a similar coefficient of thermal expansion (CTE) value to that of copper when it was composed of PMDA : BPDA : p-PDA : ODA with the ratio of 5 : 5 : 4 : 6. Thus, this polyimide film could be useful for a base film for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2377-2379
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• 2005

본 논문은 유연한 영상표시 장치에 응용될 수 있는 중공음극방전 소사(hollow cathode discharge device)를 마이크로머시닝기술로 제작하고 시험한 결과를 보여준다. 중공음극방전은 평판음극방전에 비해서 전류밀도가 큰 장점이 있다. 방전 소자는 유연한 구조의 양극과 음극, 그리고 그 사이의 절연층으로 구성되어 있으면 소자의 크기는 $20mm{\times}10mm$이다. 방전이 일어나는 영역은 관통 구멍으로서 $7{\times}11$개가 배열되어 있고, 구멍의 직경은 $70{\mu}m$이다. 실리콘 기판 위에 SU-8 몰드를 형성한 후 니켈 전기도금으로 음극을 제작한다. 그 위에 폴리이미드를 스핀코팅하여 절연층을 이루고, 열증착으로 알루미늄 양극을 제작한 후, 실리콘과 SU-8을 제거하여 방전 소자를 완성한다. 진공챔버내 아르곤 가스 분위기에서 소자의 두 전극 간 전압을 변화시켜 가면서 전류-전압 특성을 측정하였고, 방전상태를 관찰하였다. 챔버 내의 절대압력이 260mmHg이고 인가전압이 230V 정도일 때 안정 방전이 관찰되었다

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.27 no.3
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• pp.83-88
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• 2020

The evolution of smartphones has led to numerous researches in the mechanical behavior of flexible devices. Due to the nano-size of the thin flexible film, nanoindentation is widely used to evaluate its mechanical behaviors, such as elastic modulus, and hardness. However, the commonly used Oliver-Pharr method is not suited for analyzing the indentation force-depth curves of hard films on soft substrates, as the effects of soft substrate is not considered theoretically. In this study, the elastic modulus of the thin film was evaluated with references to other reported models which include the substrate effect, and with calibration of the indentation depth for the pile-ups between the indenter and test surface. We fabricated test samples by deposition of amorphous metal film on polyimide and silicon wafers for verification of modified models.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.3
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• pp.275-280
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• 2012

Poly(amic acid)s were successfully synthesized from 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene (1,4-APB) or 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane (HFBAPP) with pyromellitic dianhydride (PMDA), 3,3'-4,4'-benzopenonetetracarboxylic dianhydride (BPDA) and $p$-phenylenediamine ($p$-PDA) and then they were effectively converted into polyimide films by thermal imidization. The chemical structure and thermo-mechanical properties of polyimide films were examined using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo-gravimetric analyzer (TGA), thermo-mechanical analyzer, dynamic mechanical analyzer (DMA) and universal tensile machine (UTM). The moisture absorption, thermal and mechanical properties of polyimide films decreased with increasing the amount of 1,4-APB and HFBAPP. The polyimide films using HFBAPP showed lower properties than that of 1,4-APB at the same ratio, but it displayed better thermal properties and lower moisture absorption at the similar coefficient of thermal expansion (CTE) with a copper. On the basis of our finding, it is concluded that 4-component polyimide films could be utilized for base films for flexible copper clad laminates (FCCL) of flexible printed circuit boards.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.4
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• pp.105-111
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• 2023

Electronic devices have been evolved to be mechanically flexible that can be endured repetitive deformation. This evolution emphasizes the importance of long-term reliability in metal wiring connecting electronic components, especially under bending fatigue in compressed environments. This study investigated methods to enhance adhesion between copper (Cu) and polyimide (PI) substrates, aiming to improve the reliability of copper wiring under such conditions. We applied oxygen plasma treatment and introduced a chromium (Cr) adhesion layer to the polyimide substrate. Our findings revealed that these adhesion enhancement methods significantly affect compression fatigue behavior. Notably, the chromium adhesion layer, while showing weaker fatigue characteristics at 1.5% strain, demonstrated superior performance at 2.0% strain with no delamination, outperforming other methods. These results offer valuable insights for improving the reliability of flexible electronic devices, including reducing crack occurrence and enhancing fatigue resistance in their typical usage environments.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.25 no.3
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• pp.339-347
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• 2014

In this paper, the authors present a new design for a broad-band metamaterial(MTM) absorber that utilizes flexible substrate. The proposed MTM unit cell is constructed by a electric-inducive-capacitive(ELC) resonator and a cut-wire on the same side of the flexible polyimide substrate. To reduce the radar cross section at frequencies other than the targeted frequency bands, the metallic pattern layer of the proposed structure is placed facing toward the incident wave propagation direction. A prototype absorber was fabricated with a planar array of $33{\times}45$ unit cells. Our experiments showed that the proposed absorber exhibits a peak absorption rate of 92 % and 93 % at 9.06 GHz and 15.0 GHz, respectively, and 75 % of the full-width at half-maximum(FWHM) bandwidth is achieved. The proposed backplane-less MTM structure can be used for a broad-band microwave absorber and irregular surface applications.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.28 no.11
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• pp.698-703
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• 2015

In this study, we fabricated the dual gate (DG) ion-sensitive field-effect-transistor (ISFET) with flexible polyimide (PI) extended gate (EG). The DG ISFETs significantly enhanced the sensitivity of pH in electrolytes from 60 mV/pH to 1152.17 mV/pH and effectively improved the drift and hysteresis phenomenon. This is attributed to the capacitive coupling effect between top gate and bottom gate insulators of the channel in silicon-on-transistor (SOI) metal-oxide-semiconductor (MOS) FETs. Accordingly, it is expected that the PI-EG based DG-ISFETs is promising technology for high-performance flexible biosensor applications.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.3
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• pp.71-76
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• 2017

The electrical behavior and flexibility of the screen printed Ag circuits were investigated with infrared radiation sintering times and sintering temperatures. Electrical resistivity and radio frequency characteristics were evaluated by using the 4 point probe measurement and the network analyzer by using cascade's probe system, respectively. Electrical resistivity and radio frequency characteristics means that the direct current resistance and signal transmission properties of the printed Ag circuit. Flexibility of the screen printed Ag circuit was evaluated by measuring of electrical behavior during IPC sliding test. Failure mode of the Ag printed circuits was observed by using field emission scanning electron microscope and optical microscope. Electrical resistivity of the Ag circuits screen printed on Pl substrate was rapidly decreased with increasing sintering temperature and durations. The lowest electrical resistivity of Ag printed circuit was up to $3.8{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ at $250^{\circ}C$ for 45 min. The crack length arisen within the printed Ag circuit after $10{\times}10^4$ sliding numbers was 10 times longer than that of after $2.5{\times}10^4$ sliding numbers. Measured insertion loss and calculated insertion loss were in good agreements each other. Insertion loss of the printed Ag circuit was increased with increasing the number of sliding cycle.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.121-121
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• 2017

본 연구는 비전도성 폴리머 표면을 개질하여 감광성 금속을 유전체 표면에 흡착시키고, 감광성 금속의 광화학 반응을 이용하여 귀금속 촉매를 비전도성 폴리머 표면에 선택적으로 흡착시켜 무전해 Cu 도금을 수행하여 금속패턴을 형성하였다. 기능성 유연 필름은 일반적으로 투명한 플라스틱 고분자 기판을 기반으로 전기 전자, 에너지, 자동차, 포장, 의료 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용 되고 있으며, 본 연구에서는 습식 도금 공정을 이용하여 폴리이미드 필름상에 $10{\mu}m$ 이하의 미세패턴을 형성하기 위한 공정을 개발하고자 하였다. 비전도성 폴리머 표면에 무전해 도금을 위해서 우선 폴리머 필름의 표면을 개질하는 공정이 필요하다. 이에 KOH 또는 NaOH 알카리 용액을 이용하여 표면을 개질하였으며 개질된 표면에 감광성 금속이온의 흡착시키기 위한 감광성 금속이온은 주석을 사용하였으며, 주석 용액의 안정성 및 퍼짐성 향상을 위해 감광성 금속 용액의 제조 및 특성을 관찰하였으며, 감광성 금속화합물이 흡착된 비전도성 유전체 표면을 포토마스크를 이용하여 특정 부위, 즉 표면에 금속패턴 층을 형성하고자 하는 곳은 포토마스크를 이용하여 광원을 차단하고 그 외 부분은 주 파장이 365nm와 405nm 광원을 조사하여 선택적으로 감광성 금속화합물의 산화반응을 유도하는 광조사 공정을 수행하였다. 광원이 조사되지 않은 부분에 귀금속 등의 촉매 입자를 치환 흡착시켜 금속 패턴이 형성될 수 있는 표면을 형성하였다. 위의 활성화 공정이후에 활성화 처리된 표면을 세척하는 수세 공정을 거친 후 무전해 도금공정에 바로 적용할 경우 미세한 귀금속 입자가 패턴이 아닌 부분 즉 자외선(UV) 조사된 부분에도 남아있어 도금시 번짐 현상이 발생한다. 이에 본 연구에서는 활성화 처리 후 약 알칼리 용액에 카르복실산을 혼합하여 잔존하는 귀금속 입자를 제거한 후 무전해 Cu 도금액을 이용하여 $10{\mu}m$ 이하의 Cu 금속 패턴을 형성하였다.