• Title/Summary/Keyword: Dielectric Polymer

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Reliable Anisotropic Conductive Adhesives Flip Chip on Organic Substrates For High Frequency Applications

  • Paik, Kyung-Wook;Yim, Myung-Jin;Kwon, Woon-Seong
    • Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.35-43
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    • 2001
  • Flip chip assembly on organic substrates using ACAs have received much attentions due to many advantages such as easier processing, good electrical performance, lower cost, and low temperature processing compatible with organic substrates. ACAs are generally composed of epoxy polymer resin and small amount of conductive fillers (less than 10 wt.%). As a result, ACAs have almost the same CTE values as an epoxy material itself which are higher than conventional underfill materials which contains lots of fillers. Therefore, it is necessary to lower the CTE value of ACAs to obtain more reliable flip chip assembly on organic substrates using ACAs. To modify the ACA composite materials with some amount of conductive fillers, non-conductive fillers were incorporated into ACAs. In this paper, we investigated the effect of fillers on the thermo-mechanical properties of modified ACA composite materials and the reliability of flip chip assembly on organic substrates using modified ACA composite materials. Contact resistance changes were measured during reliability tests such as thermal cycling, high humidity and temperature, and high temperature at dry condition. It was observed that reliability results were significantly affected by CTEs of ACA materials especially at the thermal cycling test. Results showed that flip chip assembly using modified ACA composites with lower CTEs and higher modulus by loading non-conducting fillers exhibited better contact resistance behavior than conventional ACAs without non-conducting fillers. Microwave model and high-frequency measurement of the ACF flip-chip interconnection was investigated using a microwave network analysis. ACF flip chip interconnection has only below 0.1nH, and very stable up to 13 GHz. Over the 13 GHz, there was significant loss because of epoxy capacitance of ACF. However, the addition of $SiO_2filler$ to the ACF lowered the dielectric constant of the ACF materials resulting in an increase of resonance frequency up to 15 GHz. Our results indicate that the electrical performance of ACF combined with electroless Wi/Au bump interconnection is comparable to that of solder joint.

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A control dispersion of $TiO_2$ nano powder for electronic paper of electrophoresis (전기영동형 전자종이를 위한 $TiO_2$ 나노분말의 분산 제어)

  • Kim, Jung-Hee;Oh, Hyo-Jin;Lee, Nam-Hee;Hwang, Jong-Sun;Kim, Sun-Jae
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2005.07a
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    • pp.324-327
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    • 2005
  • An electrophoretic display using $TiO_2$ particles is the most promising candidate because it offers various advantages such as ink-on-paper appearance, good contrast ratio, wide viewing angle, image stability in the off-state and extremely low power consumption. The core technology of electrophoretic display is the dispersion controlling of $TiO_2$ nano particles in nonaqueous solution. To prepare an ink for electronic paper using electrophoretic properties of $TiO_2$ nano particles, cyclohexane with low dielectric constant and transparency, polyethylene for producing polymer coating layer which reduces apparent gravity of $TiO_2$, and $TiO_2$ powders were mixed together by planetary-mill. The zeta-potential value of $TiO_2$ particles in cyclohexane was measured about -40mV, but was measured over -110mV by dispersant attached to polyethylene-coated $TiO_2$ surface. Prepared electronic ink was filled in cross patterned micro-wall with $200{\mu}m$ in width and $40{\mu}m$ in height on ITO glass designed by photolithography. The response time of electronic paper evaluated by mobility of $TiO_2$ particle between micro-walls was measured 0.067sec, but the drift velocity from reflectance wave form during reverse from of electronic ink was measured 0.07cm/sec.

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Pin-to-plate DBD system을 이용하여 HMDS/$O_2$ 유량 변화에 따라 증착된 $SiO_2$ 박막 특성 분석

  • ;Park, Jae-Beom;O, Jong-Sik;Yeom, Geun-Yeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.447-447
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    • 2010
  • 일찍이 $SiO_2$ (Silicon dioxide) 박막은 다양한 분야에서 유전층, 부식 방지층, passivation층 등의 역할을 해왔다. 그리고 이러한 박막 공정은 대부분 진공의 환경에서 그 공정이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 진공 system은 chamber, loadlock 그리고 펌프 등의 다양한 진공장비로 인한 생산 비용 증가, 공정의 복잡성뿐만 아니라 공정의 대면적화에 어려움을 지니고 있다. 그리고 최근 flexible display의 제조 공정에서 polymer 혹은 plastic 기판을 제조 공정에 적용시키기 위해 저온 공정이 필수적으로 요구 되고 있다. 이러한 기술적 한계를 뛰어 넘기 위해 최근 많은 연구가들은 atmospheric pressure plasma enhanced chemical vapor deposition (AP-PECVD)에 대해 지속적으로 다양한 연구를 하고 있다. 본 연구에서는 remote-type의 modified pin-to-plate dielectric barrier discharge (DBD) 시스템을 이용한 $SiO_2$ 무기 박막 증착에 관해 연구하였다. $O_2$/He/Ar의 gas와 5 kV AC power (30 kHz)의 전원장치를 통해 고밀도 대기압 플라즈마를 발생시켰고, silicon precursor로는 hexamethyldisilazane (HMSD)를 사용하였다. 먼저 HMDS와 $O_2$ gas의 flow rate 변화에 따른 증착률을 조사하였고 그 다음으로 박막의 조성 및 표면 특성을 조사하였다. HMDS의 유량이 100 ~ 300 sccm으로 증가함에 따라 증착속도는 증가했다. 하지만 FT-IR을 통해 HMDS의 유량이 증가하면 반응에 참여할 산소 분자의 부족으로 인해 $-(CH_3)_X$의 peak intensity가 증가하고, -OH의 peak intensity가 점차 감소함을 관찰 할 수 있었다. 또한 증착된 박막의 표면에 particle과 불균일한 surface morphology 등을 SEM image를 통해 관찰 하였다. 산소 유량이 탄소와 관련된 많은 불순물들의 제거에 도움이 됨에도 불구하고 14 slm 이상의 산소가 반응기 내로 주입되게 되면 대기압 플라즈마의 discharge가 불안정하게 되어 공정효율을 저하시키는 요소가 되었다. 결과적으로 HMDS (150 sccm)/$O_2$ (14 slm)/He (5 slm)/Ar (3 slm)의 조건에서 약 42.7 nm/min 증착률을 가지며, 불순물이 적고 surface morphology가 깨끗한 $SiO_2$ 박막을 증착할 수 있었다.

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대기압 유전체 배리어 방전을 이용한 폴리머 박막의 증착과 특성 분석에 대한 연구

  • Kim, Gi-Taek;Suzaki, Yoshifumi;Kim, Yun-Gi
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.38.2-38.2
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    • 2011
  • 폴리머 박막은 그 고유한 특성으로 인해 여러 산업적으로 널리 사용되고 있는 재료이다 예로 의약품이나 식품 포장지의 배리어, 전자부품의 절연체, 반도체 공정에서의 사용, 혹은 부식방지를 위해 사용 되어지기도 한다. 이 폴리머 박막을 증착 하기 위한 방법으로 이전부터 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방법이 많이 사용되었고 지금까지도 가장 많이 사용되는 방법이다. CVD를 사용하여 $SiO_2$-like 필름의 증착은 전구체(precursor)로 Silane ($SiH_4$)을 사용하였으며, 플라즈마 발생 소스(source)로 열 혹은 전기장 등을 사용 하며 공정 시 압력 또한 대부분 저압 하에서 실시 하였다. 이와 같은 이전 CVD 방법의 문제는 사용되는 Silane 자체가 인체에 해로울 정도로 독성이 있으며 폭발성도 같이 가지고 있어 작업환경의 위험성이 높으며 열을 사용한 CVD의 경우 높은 공정 온도로 인해 증착 할 수 있는 대상이 제한 되어 지며 높은 열의 발생을 위해 많은 에너지의 소비가 필요하다. 저압 플라즈마를 사용한 CVD 는 공정상 높은 열의 발생이 일어나지 않아 기판 운용상 문제가 되지 않지만 저압 환경에서 해당 공정이 이루어기 때문에 인해 필수적으로 고가의 진공 챔버가 필수적이며 저압을 유지할 고가의 진공 펌프나 추가 장비들이 필요하게 된다, 또한 챔버 내에서 이루어지는 공정으로 인해 공정의 연속성이 떨어져 시잔비용 또한 많이 잡아 먹는다. 이러한 열 혹은 저압 플라즈마등을 사용한 공정의 단점을 해결하기 위해 여러 연구자들이 다양한 방법을 통해 연구를 하였다. 대기압 유전체 배리어 방전(AP-DBD: Atmospheric Pressure-Dielectric Barrier Discharge)을 사용한 폴리머 박막의 증착은 이전 전통적인 방법에 비해 낮은 장비 가격과 낮은 공정 온도 그리고 연속적인 공정 등의 장점이 있는 폴리머 박막 증착 방법 이다. 대기압 유전체 배리어 방전 공정 변수로 공급 전압 및 주파수 그리고 공급 전압의 영향, 전구체를 유전체 배리어 방전 전극으로 이동 시키기 위해 사용된 캐리어 가스의 종류 및 유량, 화학양론적 계수를 맞추기 위해 같이 포함되는 산소 가스의 유량, DBD 전극의 형태에 따른 증착 박막의 균일성 등 이 존재하며 이런 많은 변수 들에 대한 연구가 진행 되었지만 아직 이 대기압 DBD를 이용한 폴리머 박막의 증착에 대한 명확한 이해는 아직 완전 하다 할 수 없다. 본 연구에서는 이러한 대기압 DBD를 이용하여 폴리머 박막의 증착시 영향을 미치는 많은 공정 변수 등이 박막생성에 미치는 영향과 증착된 박막의 성질에 대한 연구를 진행 하였다.

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Study on the Low-temperature process of zinc oxide thin-film transistors with $SiN_x$/Polymer bilayer gate dielectrics ($SiN_x$/고분자 이중층 게이트 유전체를 가진 Zinc 산화물 박막 트랜지스터의 저온 공정에 관한 연구)

  • Lee, Ho-Won;Yang, Jin-Woo;Hyung, Gun-Woo;Park, Jae-Hoon;Koo, Ja-Ryong;Cho, Eou-Sik;Kwon, Sang-Jik;Kim, Woo-Young;Kim, Young-Kwan
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.27 no.2
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    • pp.137-143
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    • 2010
  • Oxide semiconductors Thin-film transistors are an exemplified one owing to its excellent ambient stability and optical transparency. In particular zinc oxide (ZnO) has been reported because It has stability in air, a high electron mobility, transparency and low light sensitivity, compared to any other materials. For this reasons, ZnO TFTs have been studied actively. Furthermore, we expected that would be satisfy the demands of flexible display in new generation. In order to do that, ZnO TFTs must be fabricated that flexible substrate can sustain operating temperature. So, In this paper we have studied low-temperature process of zinc oxide(ZnO) thin-film transistors (TFTs) based on silicon nitride ($SiN_x$)/cross-linked poly-vinylphenol (C-PVP) as gate dielectric. TFTs based on oxide fabricated by Low-temperature process were similar to electrical characteristics in comparison to conventional TFTs. These results were in comparison to device with $SiN_x$/low-temperature C-PVP or $SiN_x$/conventional C-PVP. The ZnO TFTs fabricated by low-temperature process exhibited a field-effect mobility of $0.205\;cm^2/Vs$, a thresholdvoltage of 13.56 V and an on/off ratio of $5.73{\times}10^6$. As a result, We applied experimental for flexible PET substrate and showed that can be used to ZnO TFTs for flexible application.

Gas Chromatographic and Mass Spectrometric Determination of Alcohol Homologues in the Korean Folk Sojues (Distilled Liquor) (기체크로마토그래피 및 질량분석법에 의한 민속 소주중의 알코올 동족체 분석)

  • Lee, Dong Seon;Park, Hye Seong;Kim, Geon;Lee, Taek Su;No, Bong Su
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.38 no.9
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    • pp.640-652
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    • 1994
  • This work is undertaken to determine alcohol homologues so-called fusel oil that may be present in the Korean folk sojues (distilled liquor) made from grains and to describe sample preparation and analytical method by GC-FID-MS. Solid phase extraction method for sample preparation by using porous styrene divinyl benzene polymer (Porapak Q) was compared with steam distillation and solvent extraction method. Retention behaviors of homologous series of alcohols were also studied. Log values of retention time, molecular weight, boiling point, and capacity factor of alcohols showed linear correlations to the carbon number of an alcohol, to the oven temperature, and to the dielectric constant. Components such as methyl alcohol, n-propyl alcohol, isobutyl alcohol, isopentyl alcohol, and phenethyl alcohol have been identified. The more amount of isopentyl alcohol than other alcohols are contained in the Korean folk sojues, while that of n-propyl alcohol are contained in Chinese kaoliangchiew. Degree of similarity or dissimilarity and classification of the individual samples were discussed using multivariate statistical analysis(principal components analysis) based on GC data.

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Measurement of Flexural Modulus of Lamination Layers on Flexible Substrates (유연 기판 위 적층 필름의 굽힘 탄성계수 측정)

  • Lee, Tae-Ik;Kim, Cheolgyu;Kim, Min Sung;Kim, Taek-Soo
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.23 no.3
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    • pp.63-67
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    • 2016
  • In this paper, we present an indirect method of elastic modulus measurement for various lamination layers formed on polymer-based compliant substrates. Although the elastic modulus of every component is crucial for mechanically reliable microelectronic devices, it is difficult to accurately measure the film properties because the lamination layers are hardly detached from the substrate. In order to resolve the problem, 3-point bending test is conducted with a film-substrate specimen and area transformation rule is applied to the cross-sectional area of the film region. With known substrate modulus, a modulus ratio between the film and the substrate is calculated using bending stiffness of the multilayered specimen obtained from the 3-point bending test. This method is verified using electroplated copper specimens with two types of film-substrate structure; double-sided film and single sided film. Also, common dielectric layers, prepreg (PPG) and dry film solder resist (DF SR), are measured with the double-sided specimen type. The results of copper (110.3 GPa), PPG (22.3 GPa), DF SR (5.0 GPa) were measured with high precision.

Low-voltage Pentacene Field-Effect Transistors Based on P(S-r-BCB-r-MMA) Gate Dielectrics (P(S-r-BCB-r-MMA) 게이트 절연체를 이용한 저전압 구동용 펜타센 유기박막트랜지스터)

  • Koo, Song Hee;Russell, Thomas P.;Hawker, Craig J.;Ryu, Du Yeol;Lee, Hwa Sung;Cho, Jeong Ho
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.22 no.5
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    • pp.551-554
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    • 2011
  • One of the key issues in the research of organic field-effect transistors (OFETs) is the low-voltage operation. To address this issue, we synthesized poly(styrene-r-benzocyclobutene-r-methyl methacrylate) (P(S-r-BCB-r-MMA)) as a thermally cross-linkable gate dielectrics. The P(S-r-BCB-r-MMA) showed high quality dielectric properties due to the negligible volume change during the cross-linking. The pentacene FETs based on the 34 nm-thick P(S-r-BCB-r-MMA) gate dielectrics operate below 5 V. The P(S-r-BCB-r-MMA) gate dielectrics yielded high device performance, i.e. a field-effect mobility of $0.25cm^2/Vs$, a threshold voltage of -2 V, an sub-threshold slope of 400 mV/decade, and an on/off current ratio of ${\sim}10^5$. The thermally cross-linkable P(S-r-BCB-r-MMA) will provide an attractive candidate for solution-processable gate dielectrics for low-voltage OFETs.