• 대한금속재료학회지
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• 제49권5호
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• pp.411-418
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• 2011

The current study investigates the electroplating characteristics of Sn-Cu eutectic micro-bumps electroplated on a Si chip for flip chip application. Under bump metallization (UBM) layers consisting of Cr, Cu, Ni and Au sequentially from bottom to top with the aim of achieving Sn-Cu bumps $10\times10\times6$ ${\mu}m$ in size, with 20${\mu}m$ pitch. In order to determine optimal plating parameters, the polarization curve, current density and plating time were analyzed. Experimental results showed the equilibrium potential from the Sn-Cu polarization curve is -0.465 V, which is attained when Sn-Cu electro-deposition occurred. The thickness of the electroplated bumps increased with rising current density and plating time up to 20 mA/$cm^2$ and 30 min respectively. The near eutectic composition of the Sn-0.72wt%Cu bump was obtained by plating at 10 mA/$cm^2$ for 20 min, and the bump size at these conditions was $10\times10\times6$ ${\mu}m$. The shear strength of the eutectic Sn-Cu bump was 9.0 gf when the shearing tip height was 50% of the bump height.

• 한국재료학회지
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• 제19권3호
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• pp.151-155
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• 2009

Micro-scale copper bumps for build-up PCB were electroplated using a pulse-reverse method. The effects of the current density, pulse-reverse ratio and brightener concentration of the electroplating process were investigated and optimized for suitable performance. The electroplated micro-bumps were characterized using various analytical tools, including an optical microscope, a scanning electron microscope and an atomic force microscope. Surface analysis results showed that the electroplating uniformity was viable in a current density range of 1.4-3.0 A/$dm^2$ at a pulse-reverse ratio of 1. To investigate the brightener concentration on the electroplating properties, the current density value was fixed at 3.0 A/$dm^2$ as a dense microstructure was achieved at this current density. The brightener concentration was varied from 0.05 to 0.3 ml/L to study the effect of the concentration. The optimum concentration for micro-bump electroplating was found to be 0.05 ml/L based on the examination of the electroplating properties of the bump shape, roughness and grain size.

• 한국재료학회지
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• 제18권3호
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• pp.117-122
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• 2008

Micro-sized bumps on a multi-layered build-up PCB were fabricated by pulse-reverse copper electroplating. The values of the current density and brightener content for the electroplating were optimized for suitable performance with maximum efficiency. The micro-bumps thus electroplated were characterized using a range of analytical tools that included an optical microscope, a scanning electron microscope, an atomic force microscope and a hydraulic bulge tester. The optical microscope and scanning electron microscope analyses results showed that the uniformity of the electroplating was viable in the current density range of $2-4\;A/dm^2$; however, the uniformity was slightly degraded as the current density increased. To study the effect of the brightener concentration, the concentration was varied from zero to 1.2 ml/L. The optimum concentration for micro-bump electroplating was found to be 0.6 ml/L based on an examination of the electroplating properties, including the roughness, yield strength and grain size.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.37-45
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• 2008

본 논문에서는 유기 기판 위에 $100{\mu}m$ 피치를 갖는 플립칩 구조인 Cu(60 um)/SnAg(20 um) 더블 범프 플립칩 어셈블리를 구현하여 이의 리플로우, 고온 유지 신뢰성, 열주기 신뢰성, Electromigration 신뢰성을 평가하였다. 먼저, 리플로우의 경우 횟수와 온도에 상관없이 범프 접속 저항의 변화는 거의 나타나지 않음을 알 수 있었다. 125도 고온 유지 시험에서는 2000시간까지 접속 저항 변화가 관찰되지 않았던 반면, 150도에서는 Kirkendall void의 형성으로 인한 접속 저항의 증가가 관찰되었다 또한 Electromigration 시험에서는 600시간까지 불량이 발생하지 않았는데 이는 Al금속 배선에서 유발되는 높은 전류 밀도가 Cu 칼럼의 높은 두께로 인해 솔더 영역에서는 낮아지기 때문으로 해석되었다. 열주기 시험의 경우, 400 cycle 이후부터 접속 저항의 증가가 발견되었으며, 이는 열주기 시험 동안 실리콘 칩과 Cu 칼럼 사이에 작용하는 압축 변형에 의해 그 사이에 있는 Al 및 Ti 층이 바깥쪽으로 밀려나감으로 인해 발생하는 것으로 확인되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권12호
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• pp.1120-1127
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• 2013

본 논문에서는 칩온웨이퍼(Chip on Wafer: CoW) 공정기술을 이용한 새로운 칩온칩(Chip on Chip: CoC) 플립칩 범프 구조들을 제안하여 설계, 제작하고, 초고주파 영역에서의 응답 특성을 분석하였다. Cu 필러(Pillar)/SnAg, Cu 필러/Ni/SnAg의 기존 범프들, 그리고 SnAg, Cu 필러/SnAg, Cu 필러/Ni/SnAg를 Polybenzoxazole(PBO)로 보호한 새로운 범프들을 구성하여 웨이퍼의 $2^{nd}$ Polyimide(PI2) 층의 도포 유무에 따라 10가지 형태의 CoC 샘플들을 구조 설계하였고, 20 GHz까지의 주파수 특성이 고찰되었다. 측정 결과를 고려할 때 PI2 층이 도포된 소자들이 본 실험에 사용된 배치 플립칩 공정에 더 적합함을 알 수 있었고, 18 GHz에서 평균 0.14 dB의 삽입 손실을 보였다. 미세 패드 간격을 가지는 칩의 패키지 용도로 새로 개발된 범프들의 삽입 손실(0.11~0.14 dB)은 기존 범프들의 삽입 손실(0.13~0.17 dB)과 비교해 18 GHz까지 유사한 성능을 보이거나, 다소 좋은 특성을 보여 높은 집적도를 요구하는 다양한 초고주파 패키지에 활용될 수 있음이 확인되었다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.113-118
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• 1997

This paper presents the dimensional synthesis and kinematic analysis of the RSCS-SSP motion generating spatial mechanism using the displacement matrix method. This type of spatial mechani는 is used for the Mcpherson suspension in small automobiles. It is modeled for the wheel bump/rebound and steering motion. First, the suspension is modeled as a multiloop spatial rigid body guidance mechanism for the two major motions. Then the design equations for SSP, RS, and SC strut links are applied to synthesize an RSCS-SSP for up to three prescribed positions for the steering motiom from the suspension design specification. Thus a RSCS-SSP mechanism which is synthesized is also analyzed for the displacement during the steering motion.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.267-271
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• 2004

The joint strength and fracture surface of Sn-Pb solder bump in photo diode packages after isothermal aging testing were studied experimentally. Cu/Sn-Pb solders were adopted, and aged for up to 900 hours at 12$0^{\circ}C$ and 17$0^{\circ}C$ to analyze the effect of intermetallic compound(IMC). In 900-hour aging experiments, the maximum shea strength of Sn-Pb solder decreased by 20％ and 9％. The diffraction patterns of Cu$_{6}$Sn$_{5}$, scallop-shape IMC, and planar-shape Cu$_3$Sn were observed by Transmission Electron Microscopy (TEM).EM).

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.67-76
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• 2008

본 연구는 인터스키 부정지 숏턴 동작에서 우수 집단과 비우수 집단 간 운동학적 변인의 차이를 3차원 영상 분석을 통해 보다 효과적인 부정지 숏턴 동작을 모색하고자 하였다. 연구 대상은 2007년 전국스키기술선수권대회 부정지 숏턴 경기에 참가한 선수 10명을 대상으로 DLT 방법을 이용한 3차원 영상분석을 통해 운동학적 변인을 분석하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 총 소요시간 및 국면별 소요시간은 우수 집단이 비우수 집단보다 짧게 나타났다. 신체중심은 우수 집단이 비우수 집단보다 작은 좌우이동 폭과 큰 상하이동 폭을 나타내며, 직진성을 강화하는 활주를 하였으며, 그로 인하여 좌우속도를 제어하면서 빠른 전후속도를 나타냈다. 상하속도는 드롭 인 구간에서는 느리게 하면서 범프 업 구간에서 속도를 증가시킨 것으로 나타났다. 고관절각과 슬관절각은 우수 집단이 비우수집단보다 전체 이벤트에서 모두 작게 나타났으며, 동체 전경갈 신체 기울기각은 우수 집단이 비우수 집단보다 모두 크게 나타났다. 하퇴 전경각은 우수 집단이 비우수 집단보다 모글 중앙에서 크게 나타났으며, 동체 비틀기각은 우수 집단이 비우수 집단보다 드롭 인 구간에서 오른쪽 턴 방향으로, 범프 업 구간에서 왼쪽 턴 방향으로 크게 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권1호
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• pp.33-38
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• 2007

본 실험에서는 Non-Conductive Adhesive (NCA) 와 고분자 범프를 이용한 COG (Chip-on-glass) 접합에 대하여 연구하였다. 산화막이 증착된 Si 기판 위에 고분자 범프를 사진식각 방법으로 형성하고, 고분자 범프 위에 직류 마그네트론 스퍼터링 방법으로 금속 박막층을 증착하였다. 기판으로는 Al을 증착한 유리기판을 사용하였다. 두 종류의 NCA를 사용하여 $80^{\circ}C$에서 하중을 변화시켜가며 접합을 실시하였다. 접합부의 특성을 평가하기 위하여 4단자 저항 측정법을 이용하여 접합부의 접속 저항을 측정하였으며, 주사전자현미경을 이용하여 접합부를 관찰하였다. 신뢰성은 $0^{\circ}C$ 와 $55^{\circ}C$ 사이에서 열충격 실험을 2000회까지 실시하여 평가하였다. 신뢰성 측정 전 접합부의 저항 값은 $70-90m{\Omega}$을 나타내었다. 200MPa 이상의 접합 압력에서는 고분자 범프가 NCA 의 필러 파티클에 의해 손상된 것을 관찰하였다. 신뢰성 측정 후 일부 범프가 fail 되었는데 범프의 fail 원인은 범프의 윗부분보다 상대적으로 금속층이 얇게 증착된 범프의 모서리 부분의 금속층의 끊어졌기 때문이었다.

• 한국재료학회지
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• 제22권10호
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• pp.545-551
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• 2012

In semiconductor manufacturing, the circuit integrity of packaged BGA devices is tested by measuring electrical resistance using test sockets. Test sockets have been reported to often fail earlier than the expected life-time due to high contact resistance. This has been attributed to the formation of Sn oxide films on the Au coating layer of the probe pins loaded on the socket. Similar to contact failure, and known as "fretting", this process widely occurs between two conductive surfaces due to the continual rupture and accumulation of oxide films. However, the failure mechanism at the probe pin differs from fretting. In this study, the microstructural processes and formation mechanisms of Sn oxide films developed on the probe pin surface were investigated. Failure analysis was conducted mainly by FIB-FESEM observations, along with EDX, AES, and XRD analyses. Soft and fresh Sn was found to be transferred repeatedly from the solder bump to the Au surface of the probe pins; it was then instantly oxidized to SnO. The $SnO_2$ phase is a more stable natural oxide, but SnO has been proved to grow on Sn thin film at low temperature (< $150^{\circ}C$). Further oxidation to $SnO_2$ is thought to be limited to 30%. The SnO film grew layer by layer up to 571 nm after testing of 50,500 cycles (1 nm/100 cycle). This resulted in the increase of contact resistance and thus of signal delay between the probe pin and the solder bump.