• 한국주조공학회지
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• 제23권4호
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• pp.195-203
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• 2003

Hyper-eutectic Al-Si alloy is used much to automatic parts and material for the electronic parts because of the low coefficient of thermal expansion, superior thermal stability and superior wear resistance. In this work, A390 alloy specimens were fabricated for control of the Si particle size by various processes, such as spray-casting, permanent mold-casting and squeeze-casting. To minimize the effect of microporosity of the specimens, hot extrusion was carried out under equal condition. Each specimens were evaluated tensile properties at room temperature and thermal expansion properties in the range from room temperature to 400$^{\circ}C$. Ultimate tensile strength and elongation of the spray-cast and extruded specimens which have fine and well distributed Si particles were improved greatly compare to the permanent mold-cast and extruded ones. Specimens which have finer Si particles showed higher ultimate tensile strength and elongation than those having large Si particle size, and coefficient of thermal expansion of the specimens increased linearly with Si particle size. In case of the repeated high temperature exposures, thermal expansion properties of the spray-cast and extruded specimens were found to be more stable than those of the others due to the effect of fine and well distributed Si particles.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권2호
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• pp.13-21
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• 1999

Flip chip assembly directly on organic boards offers miniaturization of package size as well as reduction in interconnection distances resulting in a high performance and cost-competitive Packaging method. This paper describes the investigation of alternative low cost flip-chip mounting processes using electroless Ni/Au bump and anisotropic conductive adhesives/films as an interconnection material on organic boards such as FR-4. As bumps for flip chip, electroless Ni/Au plating was performed and characterized in mechanical and metallurgical point of view. Effect of annealing on Ni bump characteristics informed that the formation of crystalline nickel with $Ni_3$P precipitation above $300^{\circ}C$ causes an increase of hardness and an increase of the intrinsic stress resulting in a reliability limitation. As an interconnection material, modified ACFs composed of nickel conductive fillers for electrical conductor and non-conductive inorganic fillers for modification of film properties such as coefficient of thermal expansion(CTE) and tensile strength were formulated for improved electrical and mechanical properties of ACF interconnection. The thermal fatigue life of ACA/F flip chip on organic board limited by the thermal expansion mismatch between the chip and the board could be increased by a modified ACA/F. Three ACF materials with different CTE values were prepared and bonded between Si chip and FR-4 board for the thermal strain measurement using moire interferometry. The thermal strain of ACF interconnection layer induced by temperature excursion of $80^{\circ}C$ was decreased with decreasing CTEs of ACF materials.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.49-60
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• 2010

최근 휴대폰, PDA 등과 같은 모바일 전자 기기들의 사용이 급증하면서 다기능, 고성능, 초소형의 패키지가 시장에서 요구되고 있다. 따라서 사용되는 패키지의 크기도 더 작아지고 얇아지고 있다. 패키지에 사용되는 실리콘 다이 및 기판의 두께가 점점 얇아지면서 휨 변형, 크랙 발생, 및 기타 여러 신뢰성 문제가 크게 대두되고 있다. 이러한 신뢰성 문제는 서로 다른 패키지 재료의 열팽창계수의 차이에 의하여 발생된다. 따라서 초박형의 패키지의 경우 적절한 패키지물질과 두께 및 크기 등의 선택이 매우 중요하다. 본 논문에서는 현재 모바일 기기에 주로 사용되고 있는 CABGA, fcSCP, SCSP 및 MCP (Multi-Chip Package) 패키지에 대하여 휨과 응력의 특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 특히 휨 현상에 영향을 줄 수 있는 여러 중요 인자들, 즉 EMC 몰드의 두께 및 물성(탄성계수 및 열팽창 계수), 실리콘 다이의 두께와 크기, 기판의 물성 등이 휨 현상에 미치는 영향을 전반적으로 고찰하였다. 이를 통하여 휨 현상 메커니즘과 이를 제어하기 위한 중요 인자를 이해함으로써 휨 현상을 최소화 하고자 하였다. 휨 해석 결과 가장 큰 휨 값을 보인 SCSP에 대하여 실험계획법의 반응표면법을 이용하여 휨이 최소화되는 최적 조합을 구하였다. SCSP 패키지에서 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC 두께 및 열팽창 계수, 기판의 열팽창계수, 그리고 실리콘 다이의 두께였다. 궁극적으로 최적화 해석을 통하여 SCSP의 휨을 $10{\mu}m$로 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권3호
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• pp.281-286
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• 2012

두 가지의 종횡비(${\rho}_{\alpha}=a_1/a_3$ and ${\rho}_{\beta}=a_1/a_2$)에 의해 특징지어진 3차원 타원체($a_1$ > $a_2$ > $a_3$)를 사용하여 polypropylene 복합체의 판상형 충전제 함량과 방향이 열팽창률에 미치는 영향에 대해 실험적인 연구를 수행하였다. 측정된 실험적인 값은 Lee와 그의 연구자들이 제안한 이론적인 모델에 의한 계산 값과 비교분석되었다. 판상형 충전제로는 운모와 탈크가 사용되었다. 실험 결과로 운모의 경우 종횡비는 ${\rho}_{\alpha}=13.5$, ${\rho}_{\beta}=1.8$이 사용되어, 20 wt% 함량일 때 ${\alpha}_{11}/{\alpha}_m$는 약 0.56으로 감소하였으나, ${\alpha}_{33}/{\alpha}_m$는 오히려 1.018로 증가함을 보였다. 탈크의 경우의 종횡비는 ${\rho}_{\alpha}=3.7$, ${\rho}_{\beta}=1.4$이었고 ${\alpha}_{11}/{\alpha}_m$는 0.63으로 감소하였다. 결국 운모와 탈크 모두 그 함량증가에 따라 종단방향과 횡단방향에서 열팽창률은 감소하였으나 수직방향에서는 초기 낮은 충전제 함량에서는 오히려 증가하는 경향을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권2호
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• pp.7-15
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• 2012

최근 모바일 기기에 적용되는 반도체 패키지는 초소형, 초박형 및 다기능을 요구하고 있기 때문에 다양한 실리콘 칩들이 다층으로 수직 적층된 패키지의 개발이 필요하다. 패키지 및 실리콘 칩의 두께가 계속 얇아지면서 휨 현상, 크랙 및 여러 다른 형태의 파괴가 발생될 가능성이 많다. 이러한 문제는 패키지 재료들의 열팽창계수의 차 및 패키지의 구조적인 설계로 인하여 발생된다. 본 연구에서는 4층으로 적층된 FBGA 패키지의 휨 현상 및 응력을 수치해석을 통하여 상온과 리플로우 온도 조건에서 각각 분석하였다. 상온에서 가장 적은 휨을 보여준 경우가 리플로우 공정 조건에서는 오히려 가장 큰 휨을 보여 주고 있다. 본 연구의 물성 조건에서 패키지의 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC의 열팽창계수, EMC의 탄성계수, 다이의 두께, PCB의 열팽창계수 순이었다. 휨을 최소화하기 위하여 패키지 재료들의 물성들을 RMS 기법으로 최적화한 결과 패키지의 휨을 약 $28{\mu}m$ 감소시킬 수 있었다. 다이의 두께가 얇아지게 되면 다이의 최대 응력은 증가한다. 특히 최상부에 위치한 다이의 끝 부분에서 응력이 급격히 증가하기 시작한다. 이러한 응력의 급격한 변화 및 응력 집중은 실리콘 다이의 파괴를 유발시킬 가능성이 많다. 따라서 다이의 두께가 얇아질수록 적절한 재료의 선택 및 구조 설계가 중요함을 알 수 있다.

• 폴리머
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• 제29권5호
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• pp.451-456
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• 2005

폴리이미드 나노복합재의 나노충전제를 설계함에 있어 가장 중요한 요소는 나노충전제의 내열성 및 매트릭스 고분자인 폴리이미드와의 상용성이다. 본 연구에서는 두 가지의 요소를 만족시키기 위하여, 알킬사슬을 가지며 말단기가 아민인 올리고 아믹산을 설계하였고 이를 이용하여 층상 실리케이트의 표면을 개질하는 연구를 수행하였다. 분자량이 2000g/mol로 조절되고 말단기가 아민인 올리고 아믹산을 제조하였고 이후 이온 교환반응을 통하여 고내열 친유기 층상 무기소재를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 고내열 친유기 층상 무기물은 TGA로 분석한 결과 초기분해 온도가 $280^{\circ}C$ 이상이었으며, XRD로 분석한 결과, 개질하지 않은 층상 무기물에 비해 최소 $4{\AA}$ 이상의 층간거리 증가를 나타내었다. 또한 이들의 나노복합필름의 경우 X선 실험을 통해 친유기성 층상 무기물이 고르게 분산되어 있음을 알았으며, 친유기성 층상 무기물의 함량이 증가함에 따라 CTE 역시 최대 $26\%$ 감소함을 TMA실험 결과를 통해 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권3호
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• pp.116-126
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• 2021

코디어라이트(Mg₂Al₄Si₅O₁₈) 하니컴 세라믹스의 대표적 응용분야는 자동차 배기가스 정화용 필터(diesel particulate filter(DPF))이다. 천연광물, 조공제, 유기바인더를 혼합한 슬러리를 압출하여 DPF용 하니컴 코디어라이트를 성형한 후 980~1450℃ 범위에서 소결하였다. 소결온도에 따른 결정상(indialite, cordierite, cristobalite, alumina, spinel, mullite, pro-enstatite)의 형성과정을 XRD Rietveld 정밀화법을 이용하여 정량분석 하였다. 동시에, 세라믹 에칭(etching) 방법으로 소결 시료 표면의 비정질상을 제거한 후 SEM/EDS법을 사용하여 결정상들의 형상과 조성을 확인하였다. 이들 결과로부터 DPF 하니컴에서 결정상 형성 과정을 명확히 밝힐 수 있었다. 또한, DPF 하니컴의 소결온도에 따른 열팽창계수(linear coefficient of thermal expansion, CTE) 변화를 분석하였고, 결정상의 정량분석결과를 바탕으로 계산된 CTE와 비교하였다. 소결된 DPF 하니컴 내의 결정상들이 CTE 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.