• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.1-7
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• 2006

WLCSP(wafer level chip size package)는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어지는 차세대 패키지 중 하나이다. WLCSP는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어진다는 특징으로 인하여 웨이퍼당 생산되는 반도체 칩의 수에 따라 그 패키징 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 응력 버퍼 역할을 하는 기판을 없애는 혁신적인 구조로 인하여 솔더 조인트의 신뢰성이 기존의 BGA 패키지에 비하여 취약하게 되는데, 이러한 솔더 조인트 신뢰성에 대하여 반도체 칩과 솔더볼을 연결하는 폴리머 절연층은 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 응력을 흡수하는 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 하이닉스에서 개발한 Omega-CSP를 사용하여 솔더볼 배열 변화와 제 1 절연층의 특성에 따른 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다. 그 결과 절연층의 특성 변화가 솔더 조인트의 열피로 특성에 주는 영향은 솔더볼 배열 구조에 따라 변화되는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제18권1호
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• pp.38-44
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• 2008

The micro-structural changes, strength characteristics, and micro-fractural behaviors at the joint interface between a Sn-4.0wt%Ag-0.5wt%Cu solder ball and UBM treated by isothermal aging are reported. From the reflow process for the joint interface, a small amount of intermetallic compound was formed. With an increase in the isothermal aging time, the type and amount of the intermetallic compound changed. The interface without an isothermal treatment showed a ductile fracture. However, with an increase in the aging time, a brittle fracture occurred on the interface due mainly to the increase in the size of the intermetallic compounds and voids. As a result, a drastic degradation in the shear strength was observed. From a microshear test by a scanning electron microscope, the generation of micro-cracks was initiated from the voids at the joint interface. They propagated along the same interface, resulting in coalescence with neighboring cracks into larger cracks. With an increase in the aging time, the generation of the micro-structural cracks was enhanced and the degree of propagation also accelerated.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1856-1863
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• 2004

In the last 50 years, lead-contained solder materials have been the most popular interconnect materials used in the electronics industry. Recently, lead-free solders are about to replace lead-contained solders for preventing environmental pollutions. However, the reliability of lead-free solders is not yet satisfactory. Several researchers reported that lead-contained solders have a good fatigue property. The others published that the lead-free solders have a longer thermal fatigue life. In this paper, the reason for the contradictory results published on the estimation of fatigue life of lead-free solder is investigated. In the present study, fatigue behavior of 63Sn37Pb, and two types of lead-free solder joints were compared using pseudo-power cycling testing method, which provides more realistic load cycling than chamber cycling method does. Pseudo-power cycling test was performed in various temperature ranges to evaluating the shear strain effect. A nonlinear finite element model was used to simulate the thermally induced visco-plastic deformation of solder ball joint in BGA packages. It was found that lead-free solder joints have a good fatigue property in the small temperature range condition. That condition induce small strain amplitude. However in the large temperature range condition, lead-contained solder joints have a longer fatigue life.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.144-145
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• 2017

최근 전자 기기의 크기가 줄어들고 PCB의 사이즈와 반도체 패키지의 크기가 소형화되어 플립 칩 본딩(Flip chip bonding) 기술을 적용한 반도체 패키지 방식이 점점 늘어나고 있다. 이에 따라 PCB와 반도체 칩 사이를 연결하기 위해 응용되던 BGA(Ball Grid Array)에 핀 배열 대신 사용되는 범프(Bump)를 50um 이내의 초미세 범프로 만들어 일정한 배열을 유지하는 것이 중요하다. 또한 초미세 범프의 모양과 품질이 패키지 수율과 밀접하게 연관되기 때문에 이를 검사할 수 있는 기술이 필수적이다. 이에 본 논문은 초미세 범프측정을 할 수 있는 시스템 개발을 위한 측정 대상의 특징과 사용할 수 있는 광학계를 분석하였고, 획득된 영상을 가지고 딥러닝을 적용하여 정확하게 불량여부를 판별할 수 있는 초미세 범프 측정 시스템을 고안하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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• pp.183-188
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• 2002

With the contact pad consisted of $0.5{\mu}{\textrm}{m}$ $Au/5{\mu}{\textrm}{m}$ Ni/Cu layers on a conventional ball grid array(BGA) substrate, metallurgical reaction properties between the pad and In-15(wt.%)Pb-5Ag solder alloy were studied after reflow and solid aging. In as-reflow condition, thin AuIn$_2$or Ni$_{28}$In$_{72}$ intermetallic layer was formed at the solder/pad interface according to reflow time. Dissolution of the Au layer into the molten solder was remarkably limited in comparison with eutectic Sn-37Pb alloy. After solid aging of 300 hrs, thickness of In-Ni layer increased to about $2{\mu}{\textrm}{m}$ in the both as-reflow case. It was observed that In atoms diffuse through the AuIn$_2$phase to react with underlaying Ni layer. The metallurgical reaction properties between In-l5Pb-7Ag alloy and Au/Ni surface finish were analysed to result in suppression of Au-embrittlement in the solder joints.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.1619-1622
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• 2002

최근에 생산되는 디지털 VLSI칩들은 그 집적도가 계속 높아지고 있으며, 이러한 칩들을 장착한 보드의 경우도 그 복잡성이 점차 높아지고 있다. 이에 따라 칩 및 보드에 대한 철저한 테스트 과정이 요구된다. 지금까지 보드 테스트 방법으로 널리 쓰였던 ICT(In-Circuit Test)는 칩의 고집적화에 따른 핀 간격의 조밀화와 SMT(Surface Mount Technology), BGA(Ball Grid Array), MCM(Multi Chip Module) 등의 새로운 패키징 방식의 등장에 따라 테스트 방법으로의 한계성을 드러내고 있다. 이에 대한 대안으로 등장한 IEEE Std 1149.1 은 ICT의 한계성을 극복할 수 있는 기술일 뿐 아니라 여러 가지 장점을 가지고 있으며 그 활용 분야도 다양하다. 본 논문에서는 IEEE Std 1149.1에 따라 설계된 보드 상에서 발생 가능한 고장들에 대한 고장 모델을 제시한다. 또한 각 고장 모델들의 양상과 진단 기법을 제시한다. 이를 통해 IEEE Std 1149.1에 따라 설계된 보드 상에서 발생한 고장들을 검출할 수 있으며, 고장의 종류 및 성격, 그리고 고장의 발생 위치 등의 정보를 얻을 수 있다. IEEE Std 1149.1에 따른 보드 설계가 보드의 신뢰성 보장에 긴요함을 인식하는 계기가 되기를 기대하며 제시된 고장 모델 및 진단 기법이 기술적으로 중요한 참고자료가 되기를 기대한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권3호
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• pp.27-33
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• 2008

PDA, 핸드폰과 같은 포터블 제품의 사용이 급증함에 따른 전자 제품의 사용 환경의 변화는 제품의 솔더 조인트 신뢰성을 더욱 필요로 하게 되었다. 무전해 니켈/금 도금 표면 처리는 솔더링 특성이 우수하고, 표면처리 두께가 균일하며 패키징 공정에서 사용되는 광학설비에서 인식이 잘되기 때문에 미세피치 SMT 디바이스와 BGA 기판에 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 무전해 니켈/금 도금 표면과 솔더 계면에서 발생되는 취성 파괴가 문제점으로 지적되고 있다. 솔더의 취성 파괴는 솔더링시 금속간 화합물과 무전해 니켈층 사이에 형성된 P-rich 영역의 갈바닉 니켈 부식에 의한 black pad 현상에 기인한다. 이론적으로 평탄한 무전해 Ni표면은 무전해 금도금 과정 중 도금액의 균일하게 순환되기 때문에 black pad 발생을 억제하는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 무전해 Ni층의 표면형상을 어떻게 제어 할지에 대한 연구는 충분히 이루어 지지 않고 있다. 본 연구에서는 Cu 하지층의 표면 형상이 무전해 Ni층의 표면 형상에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 이를 위해 Cu 에칭액과 Cu에칭 처리 횟수를 변화시켜 Cu 하지층의 표면 형상을 다양하게 변화시켰다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권3호
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• pp.9-17
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• 2015

After its inception in 1994, the Journal of the Microelectronics and Packaging Society has continued to make significant strides in the number and quality of publications within its field. The interest in the microelectronics and packaging research has become more critical as consumer electronic products continue its increasing trend towards thinner and lighter devices that tests the boundaries of electronic devices. This study utilizes social network analysis of all published literature in the Journal for the past 22 years. Using the keywords and abstracts available within each individual article, the publications within the Journal has focused on major topics covering (1) flip chip, (2) reliability, (3) Cu, (4) IMC (intermetallic compounds), and (5) thin film. Using the social network relationship between keywords within articles, flip chip was closely associated with reliability, BGA (ball grid array), contact resistance, electromigration in many of the published research works within the Journal. From the centrality analysis, it was found that flip chip, reliability, Cu, thin film, IMC, and RF (radio frequency) to have a high degree of centrality suggesting these key areas of research have relatively high connectivity with other research topics within the Journal and is central to many of the research fields within the micro-electronics and packaging area. The cohesiveness analysis showed research clustering of five major cohesive sub-groups and was mapped to better understand the major area of research within this field. Research within the field of micro-electronics and packaging converges many disciplines of science and engineering. The continued evolution within this field requires an understanding of the rapidly changing industry environment and the consumer needs.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권3호
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• pp.59-65
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• 2011

소형화, 박형화 및 집적화의 경향에 따라 FCBGA가 휴대폰과 같은 전자제품에 활발히 사용되고 있다. 그러나, 플립칩은 전기적 저항에 의한 열이 필연적으로 발생하며, 발생된 열은 패키지의 소형화에 따라 열의 분산 면적 감소로 인하여 발열의 증가가 나타나게 된다. 발열은 온도와 응력에 민감하게 반응하는 소자의 수명을 저해하고, 시스템에 있어 고장의 발생을 가져올 수 있다. 따라서 본 논문에서는 플립칩의 발열문제를 해결하기 위하여 Comsol 3.5a의 heat transfer module을 이용하여 FCBGA의 발열 특성을 정량적으로 분석하였다. 그리고 열 문제를 해결하기 위하여 시뮬레이션을 통한 새로운 마이크로 구조가 부착된 플립칩을 제안하였다. 또한 마이크로 패턴 구조의 형상, 높이, 간격에 대한 열 소산을 분석함으로써, 기존 플립칩에 비하여 열소산 특성이 18% 향상됨을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.481-486
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• 2010

ENIG (electroless Ni immersion gold) is one of surface finishing which has been most widely used in fine pitch SMT (surface mount technology) and BGA (ball grid array) packaging process. The reliability for package bondability is mainly affected by interfacial reaction between solder and surface finishing. Since the behavior of IMC (intermetallic compound), or the interfacial reaction between Ni and solder, affects to some product reliabilities such as solderability and bondability, understanding behavior of IMC should be important issue. Thus, we studied the properties of ENIG with P contents (9 wt% and 13 wt%), where the P contents is one of main factors in formation of IMC layer. The effect of P content was discussed using the results obtained from FE-SEM(field-emission scanning electron microscope), EPMA(electron probe micro analyzer), EDS(energy dispersive spectroscopy) and Dual-FIB(focused ion beam). Especially, we observed needle type irregular IMC layer with decreasing Ni contents under high P contents (13 wt%). Also, we found how IMC layer affects to bondability with forming continuous Kirkendall voids and thick P-rich layer.