• 제목/요약/키워드: 3D packaging materials

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3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프 구조의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동 분석 (Intermetallic Compound Growth Characteristics of Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu Micro-bump for 3-D IC Packages)

  • 김준범;김성혁;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.59-64
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    • 2013
  • 3차원 적층 패키지를 위한 Cu/Ni/Au/Sn-Ag/Cu 미세 범프의 열처리에 따른 금속간 화합물 성장 거동을 분석하기 위하여 in-situ SEM에서 $135^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $170^{\circ}C$의 온도에서 실시간 열처리 실험을 진행하였다. 실험 결과 금속간 화합물의 성장 거동은 열처리시간이 경과함에 따라 시간의 제곱근에 직선 형태로 증가하였고, 확산에 의한 성장이 지배적인 것을 확인 할 수 있었다. Ni/Au 층의 존재로 인해 Au의 확산으로 복잡한 구조의 금속간 화합물이 생성 된 것을 확인할 수 있다. 활성화 에너지는 $Cu_3Sn$의 경우 0.69eV, $(Cu,Ni,Au)_6Sn_5$경우 0.84 eV로 Ni이 포함된 금속간 화합물이 더 높은 것을 확인 하였으며, 확산 방지층 역할을 하는 Ni층에 의해 금속간 화합물 성장이 억제됨에 따라 신뢰성이 향상 될 것으로 사료된다.

NCP 적용 COB 플립칩 패키지의 신뢰성 연구 (Study on the Reliability of COB Flip Chip Package using NCP)

  • 이소정;유세훈;이창우;이지환;김준기
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.25-29
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    • 2009
  • COB(chip-on-board) 플립칩 패키지에 있어서 NCP(non-conductive paste)의 적용성을 확보하기 위해 자체 포뮬레이션한 NCP와 상용 NCP에 대하여 보드레벨 플립칩 패키지를 제작하고 고온고습 및 열충격 신뢰성을 평가하였다. 실험결과 보다 작은 입도의 용융 실리카를 첨가한 NCP 시제품들이 고온고습 신뢰성에 유리한 것을 알 수 있었다. 또한, NCP 접속부에 있어서 열응력에 의한 피로보다 흡습에 의한 에폭시의 팽창이 접속부 파손에 보다큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, NCP의 접착강도가 높을수록 NCP 플립칩 패키지의 열충격 신뢰성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

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열응력에 의한 실리콘 인터포저 위 금속 패드의 박락 현상 (Thermal Stress Induced Spalling of Metal Pad on Silicon Interposer)

  • 김준모;김보연;정청하;김구성;김택수
    • 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.

Femtosecond Laser Application to PLC Optical Devices and Packaging

  • Sohn, Ik-Bu;Lee, Man-Seop;Lee, Sang-Man
    • ETRI Journal
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    • 제27권4호
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    • pp.446-448
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    • 2005
  • Using tightly focused femtosecond laser pulses, we produce an optical waveguide and devices in transparent materials. This technique has the potential to generate not only channel waveguides, but also three-dimensional optical devices. In this paper, an optical splitter and U-grooves, which are used for fiber alignment, are simultaneously fabricated in a fused silica glass using near-IR femtosecond laser pulses. The fiber- aligned optical splitter has a low insertion loss, less than 4 dB, including an intrinsic splitting loss of 3 dB and excess loss due to the passive alignment of a single-mode fiber. Finally, we present an output field pattern, demonstrating that the splitting ratio of the optical splitter becomes approximately 1:1.

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Temporary Bonding and Debonding 공정용 UV 경화형 접착 소재의 코팅 두께에 따른 물성 및 경화거동 (Properties and Curing Behaviors of UV Curable Adhesives with Different Coating Thickness in Temporary Bonding and Debonding Process)

  • 이승우;이태형;박지원;박초희;김현중
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.873-879
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    • 2014
  • UV curable adhesives with different acrylic functionalities were synthesized for temporary bonding and debonding process in 3D multi-chip packaging process. The aim is to study various factors which have an influence on UV curing. The properties and curing behaviors were investigated by gel fraction, peel strength, probe tack, and shear adhesion failure temperature. The results show that the properties and curing behaviors are dependent on not only acrylic functionalities of binders but also UV doses and coating thickness.

$(La_2O_3-B_2O_3-TiO_2)$ 세라믹 조성에서의 미세 조직 과 마이크로 유전체 특성 (Microstructure and Microwave Dielectric Properties of Glass $(La_2O_3-B_2O_3-TiO_2)$/Ceramic Composites)

  • Jung, Byung-Hae;Hwang, Seong-Jin;Han, Tae-Hee;Kim, Hyung-Sun
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.138-138
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    • 2003
  • Low temperature co-fired ceramic (LTCC) technology offers significant benefits over the other established packaging technologies for high density, high microwave frequency, and fast signal application. Most conventional electroceraramics do not meet the basic requirements in respect of sinterability for LTCC technology. Attention is, therefore, focused on the role of glasses because of the capability they supply with lower sintering temperatures. In this study, commercial ceramic (MBRT-90) in the system BaO-N $d_2$ $O_3$-Ti $O_2$ (BNT: 40 ~ 80 wt%) and L $a_2$ $O_3$- $B_2$ $O_3$-Ti $O_2$ glass (LBT;60 ~ 20 wt%) were prepared. These glass/ceramic composites were evaluated for sintering behavior, phase evaluation, densities, interface reaction, crystallinity, microstructure and microwave dielectric properties. It was found that the addition LBT glass frits significantly lowered the sintering temperature to below 90$0^{\circ}C$ and as temperature increased (750~90$0^{\circ}C$) densification developed dynamically which was meant to be as over 95% of relative density. It is supposed that in the microstructure, the grain size was increased accompanying with the formation of different phases such as LaB $O_3$ and Ti $O_2$ under the condition of increasing sintering temperature. The sintered bodies represented applicable dielectric properties, namely 20 ~ 40 for $\varepsilon_{{\gamma}}$, ~ 10000 GHz for Q* $f_{0}$ and 10~80 ppm/$^{\circ}C$ for $\tau$$_{f}$. The results suggest that the composite is one of feasible candidates for the microwave use in LTCC technology.y.e use in LTCC technology.y.

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Wafer 레벨에서의 위치에 따른 TSV의 Cu 충전거동 (Cu-Filling Behavior in TSV with Positions in Wafer Level)

  • 이순재;장영주;이준형;정재필
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.91-96
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    • 2014
  • TSV기술은 실리콘 칩에 관통 홀(through silicon via)을 형성하고, 비아 내부에 전도성 금속으로 채워 수직으로 쌓아 올려 칩의 집적도를 향상시키는 3차원 패키징 기술로서, 와이어 본딩(wire bonding)방식으로 접속하는 기존의 방식에 비해 배선의 거리를 크게 단축시킬 수 있다. 이를 통해 빠른 처리 속도, 낮은 소비전력, 높은 소자밀도를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 웨이퍼 레벨에서의 TSV 충전 경향을 조사하기 위하여, 실리콘의 칩 레벨에서부터 4" 웨이퍼까지 전해 도금법을 이용하여 Cu를 충전하였다. Cu 충전을 위한 도금액은 CuSO4 5H2O, H2SO4 와 소량의 첨가제로 구성하였다. 양극은 Pt를 사용하였으며, 음극은 $0.5{\times}0.5 cm^2{\sim}5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩과 4" 실리콘 wafer를 사용하였다. 실험 결과, $0.5{\times}0.5cm^2$ 실리콘 칩을 이용하여 양극과 음극과의 거리에 따라 충전률을 비교하여 전극간 거리가 4 cm일 때 충전률이 가장 양호하였다. $5{\times}5cm^2$ 실리콘 칩의 경우, 전류 공급위치로부터 0~0.5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 100%의 Cu충전률을 보였고, 4.5~5 cm 거리에 위치한 TSV의 경우 충전률이 약 95%로 비아의 입구 부분이 완전히 충전되지 않는 경향을 보였다. 전극에서 멀리 떨어져있는 TSV에서 Cu 충전률이 감소하였으며, 안정된 충전을 위하여 전류를 인가하는 시간을 2 hrs에서 2.5 hrs로 증가시켜 4" 웨이퍼에서 양호한 TSV 충전을 할 수 있었다.

이차원 SnSe2 전자소재의 Cl 도핑에 따른 고온 전도 물성 고찰 (Study on the Change of Electrical Properties of two-dimensional SnSe2 Material via Cl doping under a High Temperature Condition)

  • 문승필;김성웅;손희상;김태완;이규형;이기문
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.49-53
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    • 2017
  • Cl 불순물 도핑에 따른 $SnSe_2$ 이차원 전자소재의 고온(300~450 K) 전도 물성 변화를 고찰하였다. 고상합성법을 통하여, 도핑이 없는 $SnSe_2$ 소재와 Cl이 도핑된 $SnSe_{1.994}Cl_{0.006}$ 소재를 합성하였으며, X선 회절 실험을 통하여, 두 재료 모두 불순물 없는 단일상이 형성되었음을 확인하였다. 비저항의 온도의존성 측정을 통하여, 전기 전도 mechanism이 Cl 도핑에 의해 hopping 전도에서 축퇴 전도로의 전이가 일어남을 관찰할 수 있었으며, 홀효과 측정을 통해 그러한 전도 mechanism의 전이가, Cl의 효과적인 donor 역할에 따른 자유전자의 농도 증가에서 기인한 것임을 확인하였다. 온도에 따른 전자이동도의 변화 분석을 통하여, 도핑이 없는 $SnSe_2$의 고온 전기 전도는 grain boundary 산란이 지배적인 영향을 미치는 반도체 전도 특성을 보이는 반면, Cl 도핑에 따라 grain boundary 산란 효과가 저하되는 금속 전도 특성을 보인다는 것을 알 수 있었다.

PEO 처리조건에 따른 마그네슘 합금 AZ91의 표면특성변화에 관한 연구 (Effects of PEO Conditions on Surface Properties of AZ91 Mg Alloy)

  • 박경진;정명원;이재호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.71-77
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    • 2010
  • 마그네슘 합금은 낮은 밀도를 가지는 장점을 이용하여 자동차, 항공, 이동전화, 컴퓨터 등에 많이 쓰이고 있으나 기계적 강도가 낮고 내부식성이 좋지 않아 사용이 제한되었다. 마그네슘 합금 표면에 내식성 산화층을 형성하기 위하여 환경 친화적인 전해 플라즈마 산화법(PEO)을 연구에 사용하였다, PEO법은 수용약 중에서 플라즈마를 발생시켜 전기화학적 산화막을 형성시키는 방법이다. 인가전압과 전휴가 산화피마에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다, 또한, 직류와 펄스전류를 사용하여 결과를 분석하였다. 펄스전류를 사용하고 정전류법을 사용한 경우에 치밀한 산화막을 얻을 수 있었다, 부식특성 분석을 위하여 양극산화분극방법을 이용하였다. 표면의 강도는 처리전의 AZ9ID에 비하여 5배 이상 증가하였다.

백색 발광다이오드용 M-Si(Al)-O-N (M: Sr, Ca) 형광체의 합성 및 발광 특성 (Synthesis and Optical Properties of M-Si(Al)-O-N (M: Sr, Ca) Phosphors for white Light Emitting Diodes)

  • 이승재;이준성;김영진
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.41-45
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    • 2012
  • 백색 LED용 산질화물계 녹색발광 형광체를 합성하고, 광특성을 분석하였다. $SrSi_2O_{2-{\delta}}N_{2+2/3{\delta}}:Eu^{2+}$의 조성을 갖는 $SrSi_2O_2N_2:Eu^{2+}$ 경우 합성조건에 따라서 N/O비 ($\delta$)가 변하고 있었다. 수소 분위기로 $1700^{\circ}C $에서 합성된 시편이 Eu의 농도가 5 mol%일 때 $Eu^{2+}$$5d{\rightarrow}4f$ 전이에 의한 545 nm 근처에서의 가장 높은 녹색 발광강도를 얻을 수 있었다. $Ca_{0.5m-0.005}Yb_{0.005}Si_{12-(m+n)}Al_{m+n}O_nN_{16-n}$의 조성을 갖는 $Ca-{\alpha}-SiAlON:Yb^{2+}$는 m = 3 (n = 0.15)에서 잘 발달된 결정성과 균일한 크기를 갖는 입자를 얻을 수 있었고, 이 것이 550 nm 근처에서 가장 높은 녹색 발광을 하고 있었다.