• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.289-290
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• 2006

In general, atomic force microscope (AFM) used for metrological purpose has measuring range less than a few hundred micrometers. We design and fabricate an AFM with long measuring range of $200mm{\times}200mm$ in X and Y axes. The whole stage system is composed of surface plate, global stage, microstage. By combining global stage and microstage, the fine and long movement can be provided. We measure the position of the stage and angular motions of the stage by laser interferometer. A piezoresistive type cantilever is used for compact and long term stability and a flexure structure with PZT and capacitive sensor is used for Z axis feedback control. Since the system is composed of various actuators and sensors, a real time control program is required for the implementation of AFM. Therefore, in this work, we designed a multi-axis control program using a FPGA module, which has various functions such as interferometer signal converting, PID control and data acquisition with triggering. The control program achieves a loop rate more than 500 kHz and will be applied for the measurement of grating pitch and step height.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.76-76
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• 2009

눈부신 전자산업의 발달로 대부분의 전자제품이 다기능/경박단소화 되고 있어, 고밀도 실장 기술인 양면 표면실장과 고집적 패키징 기술인 패키지 적층 공정의 적용이 점차 확대되고 있다. 따라서 양면 표면실장 및 패키지 적층 공정에 사용되는 저온 접합용 무연 솔더 즉, $183^{\circ}C$(Sn-37Pb 공정 솔더 융점) 이하의 융점을 가지는 저온 무연 솔더에 대한 관심이 높아지고 있다. 한편, 미세피치 적용 분야에 있어 ACF/P를 이용한 COG 접속 분야 외에도 최근 저온 접합용 무연 솔더를 이용한 접속 분야가 각광을 받고 있다. 따라서, 접속피치 미세화에 대응하기 위해 스크린 인쇄성을 향상시킬 수 있는 저온 무연 솔더 paste 제조 및 공정 기술의 개발이 필요한 실정이다. 현재 대표적인 저온 무연 솔더 조성은 Sn-Bi계($138^{\circ}C$ 융점)와 Sn-In계($120^{\circ}C$ 융점)이다. 하지만, 이들 조성의 신뢰성 등에 있어 개선의 여지가 있으므로 이를 해결하기 위한 무연솔더 조성의 개발이 필요하다. 이와 같은 관점에서, 본 연구는 $137^{\circ}C$의 융점을 갖는 Sn-57.6Ag-0.4Ag 저온 무연 솔더 paste를 $217^{\circ}C$의 융점을 갖는 Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더 paste와 비교하여 인쇄성, reflow 특성, void inspection, 미세조직 관찰 및 underfill 적용 등의 실험을 실시하였다.

• Carbon letters
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• 제15권1호
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• pp.25-31
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• 2014

A microstructure analysis is carried out to optimize the process parameters of a randomly oriented discrete length hybrid carbon fiber reinforced carbon matrix composite. The composite is fabricated by moulding of a slurry into a preform, followed by hot-pressing and carbonization. Heating rates of 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1, and $3.3^{\circ}C/min$ and pressures of 5, 10, 15, and 20 MPa are applied during hot-pressing. Matrix precursor to reinforcement weight ratios of 70:30, 50:50, and 30:70 are also considered. A microstructure analysis of the carbon/carbon compacts is performed for each variant. Higher heating rates give bloated compacts whereas low heating rates give bloating-free, fine microstructure compacts. The compacts fabricated at higher pressure have displayed side oozing of molten pitch and discrete length carbon fibers. The microstructure of the compacts fabricated at low pressure shows a lack of densification. The compacts with low matrix precursor to reinforcement weight ratios have insufficient bonding agent to bind the reinforcement whereas the higher matrix precursor to reinforcement weight ratio results in a plaster-like structure. Based on the microstructure analysis, a heating rate of $0.2^{\circ}C/min$, pressure of 15 MPa, and a matrix precursor to reinforcement ratio of 50:50 are found to be optimum w.r.t attaining bloating-free densification and processing time.

• 천문학회보
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• 제39권1호
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• pp.53.2-53.2
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• 2014

IGRINS, the Immersion GRating INfrared Spectrometer, is a near-infrared wide-band high-resolution spectrograph jointly developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute and the University of Texas at Austin. IGRINS employs three HAWAII-2RG focal plane array (FPA) detectors. The mechanical mounts for these detectors serves a critical function in the overall instrument design: Optically, they permit the only positional compensation in the otherwise "build to print" design. Thermally, they permit setting and control of the detector operating temperature independently of the cryostat bench. We present the design and fabrication of the mechanical mount as a single module. The detector mount includes the array housing, a housing for the SIDECAR ASIC, a field flattener lens holder, and a support base. The detector and ASIC housing will be kept at 65 K and the support base at 130 K. G10 supports thermally isolate the detector and ASIC housing from the support base. The field flattening lens holder attaches directly to the FPA array housing and holds the lens with a six-point kinematic mount. Fine adjustment features permit changes in axial position and in yaw and pitch angles. We optimized the structural stability and thermal characteristics of the mount design using computer-aided 3D modeling and finite element analysis. Based on the computer simulation, the designed detector mount meets the optical and thermal requirements very well.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.4121-4128
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• 2010

프로브 카드는 웨이퍼의 칩 검사에 사용된다. 또한 반도체의 고집적화에 따른 미세피치 대응으로 높은 위치 정도가 요구된다. 그러나 실제 장비에서는 하부 척에서 높은 열이 프로브 카드로 전달되어, 프로브 카드의 열변형을 초래하게 된다. 프로브 카드의 수직방향 열변형은 핀의 접촉관련 문제를 야기할 것이고, 수평방향의 열변형은 x-y 방향으로의 위치 오차를 만들 것이다. 따라서 프로브 카드는 허용 범위내의 열변형이 이루어지도록 재질과 구조를 갖게 설계되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소 해석프로그램인 ANSYS$^{TM}$를 이용하여 프로브 카드의 실제 부하 조건들을 적용한 열전달 해석을 수행하였다. 정상상태 온도 구배에 대해 열변형이 계산되었으며, 최종적으로 적절한 설계변수들을 조정하여 열변형이 최소화 될 수 있는 새로운 구조를 제안하였다.

• 센서학회지
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• 제30권5호
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• pp.342-348
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• 2021

For the characterization or failure analysis of electronic devices such as PCB (printed circuit boards), the most common method is the measurement of voltage waveforms with an oscilloscope. However, because there are many types of problems that cannot be detected by voltage waveform analysis, several other methods such as X-ray transmission, infrared imaging, or eddy current measurement have been applied for these analyses. However, these methods have also been limited to general analyses because they are partially useful in detecting physical defects, such as disconnections or short circuits. Fundamentally current waveform measurements during the operation of electronic devices need to be performed, however, commercially available current sensors have not yet been developed, particularly for applications in highly integrated PCB products with sub-millimeter fine pitch. In this study, we developed a highly sensitive PHR (planar hall resistance) magnetic sensor for application in highly integrated PCBs. The developed magnetic sensor exhibited sufficient features of an ultra-small size of less than 340 ㎛, magnetic field resolution of 10 nT, and current resolution of 1 mA, which can be applicable for PCB analyses. In this work, we introduce the development process of the magnetic sensing probe and its characteristic results in detail, and aim to extend this pin-type current probe to applications such as current distribution imaging of PCBs.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.59-64
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• 2021

차세대 반도체 기술은 이종소자 집적화(heterogeneous integration)를 이용한 시스템-인-패키징(system-inpackage, SIP) 기술로 발전하고 있고, 저온 Cu 본딩은 SIP 구조의 성능 향상과 미세 피치 배선을 위해서 매우 중요한 기술이라 하겠다. 본 연구에서는 porous한 Ag 나노막을 이용하여 Cu 표면의 산화 방지 효과와 저온 Cu 본딩의 가능성을 조사하였다. 100℃에서 200℃의 저온 영역에서 Ag가 Cu로 확산되는 것보다 Cu가 Ag로 확산되는 것이 빠르게 관찰되었고, 이는 저온에서 Ag를 이용한 Cu간의 고상 확산 본딩이 가능함을 나타내었다. 따라서 Ag 나노막을 이용한 Cu 본딩을 200℃에서 진행하였고, 본딩 계면의 전단 강도는 23.27 MPa로 측정되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.35-39
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• 2023

ESG는 많은 기업에게 기업 가치를 향상시키고, 지속 경영이 가능하게 하는 큰 지침이 되고 있다. 그 중에서도 환경(Environment)은 기술적 관점의 접근이 필요하다. 환경 오염을 줄이거나 방지하고, 에너지를 절감하는 것은 기술적인 해법이 필요하기 때문이다. 반도체 패키지 기술은 반도체 패키지의 본연의 역할인 칩의 보호, 전기/기계적 연결, 열 방출 등을 잘 하기 위해 개발 및 발전해 왔는데, 이에 따라 열 방출 효과 향상, 전기적/기계적 특성 향상, 칩을 보호하는 신뢰성 향상, 적층 및 소형화, 그러면서 비용절감을 위한 기술들이 개발되고 발전해 왔다. 그 중에서도 열 방출 기술은 열효율을 높이고, 냉각을 위한 에너지 소모를 작게 하며, 전기적 특성 향상 기술도 저전력 사용과 에너지 소모를 줄이는 효과를 만들어서 환경에도 영향을 주었다. 또한 재사용이나 재료 소모를 줄이는 기술은 환경 오염을 줄이게 되며, 특히 환경에 유해한 물질들에 대해 대체하는 기술들은 환경 개선에 기여하게 된다. 본 논문에서는 이러한 환경 오염 방지 및 개선을 위한 반도체 패키지 기술들의 트렌드를 정리하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권1호
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• pp.45-54
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• 2020

최근 PCB의 소형화, 박형화 및 고밀도화가 크게 요구되면서 MSAP (Modified Semi Additive Process) 기술을 이용한 SLP (Substrate Like PCB) 기술이 큰 주목을 받고 있다. 특히 SLP 기술은 스마트폰의 고용량 배터리 개발과 5G 기술에 꼭 필요한 기술이다. 본 연구에서는 기존의 HDI 기술과 MSAP 기술을 혼합하여 제작한 하이브리드 방식의 SLP의 신뢰성을 실험과 수치해석을 이용하여 분석하였다. 특히 최적의 SLP 설계를 위하여 프리프레그(prepreg)의 물성, 두께, 층수, 마이크로비아(microvia)의 크기 및 misalignment가 마이크로비아의 신뢰성에 미치는 영향을 IST(Interconnect Stress Test) 시험을 이용한 열사이클링 신뢰성 실험과 유한요소 수치해석을 통하여 고찰하였다. SLP 소재인 프리프레그의 열팽창계수가 적을수록 마이크로비아의 신뢰성은 크게 증가하며, 프리프레그의 두께가 얇을수록 신뢰성이 증가된다. 마이크로비아 홀의 크기 및 패드의 크기가 증가하면 응력이 완화되어 신뢰성은 향상된다. 반면 프리프레그의 층수가 증가할수록 마이크로비아의 신뢰성은 감소된다. 또한 misalignment가 크면 신뢰성은 감소하였다. 특히 이들 인자들 중에서 프리프레그의 열팽창계수가 마이크로비아의 신뢰성에 가장 큰 영향을 미친다. 수치 응력해석 결과도 실험 결과와 잘 일치하였으며, 응력이 낮을수록 마이크로비아의 신뢰성은 증가하였다. 본 실험과 수치해석의 결과는 향후 SLP 기판 제작 및 신뢰성 향상을 위한 유용한 설계 가이드라인으로 활용될 것으로 판단된다.

• 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.