• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권4호
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• pp.184-188
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• 2006

This work describes efforts in the fabrication and testing of robust microelectromechanical systems (MEMS). Robustness is typically achieved by investigating non-silicon substrates and materials for MEMS fabrication. Some of the traditional MEMS fabrication techniques are applicable to robust MEMS, while other techniques are drawn from other technology areas, such as electronic packaging. The fabrication technologies appropriate for robust MEMS are illustrated through laminated polymer membrane based pressure sensor arrays. Each array uses a stainless steel substrate, a laminated polymer film as a suspended movable plate, and a fixed, surface micromachined back electrode of electroplated nickel. Over an applied pressure range from 0 to 34 kPa, the net capacitance change was approximately 0.14 pF. An important attribute of this design is that only the steel substrate and the pressure sensor inlet is exposed to the flow; i.e., the sensor is self-packaged.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권4호
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• pp.11-15
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• 2001

본 연구에서는 RF-MEMS소자의 웨이퍼레벨 패키징에 적용하기 위한 밀봉 실장 방법에 대하여 연구를 하였다. 비전도성 B-stage에폭시를 사용하여 밀봉 실장하는 방법은 플립칩 접합 방법과 함께 MEMS 소자 패키징에 많은 장점을 줄 것이다. 특히 소자의 동작뿐만 아니라 기생성분의 양을 줄여야 하는 RF-MEMS 소자에는 더욱더 많은 장전을 보여준다. 비전도성 B-stage 에폭시는 2차 경화가 가능한 것으로 우수한 밀봉 실장 특성을 보였다. 패키징시 상부기관으로 사용되는 유리기판 위에 500 $\mu\textrm{m}$의 밀봉선을 스크린 프린팅 방식으로 패턴닝을 한 후에 $90^{\circ}C$와 $170^{\circ}C$에서 열처리를 하였다. 2차 경화 후 패턴닝된 모양이 패키징 공정이 끝날 때까지 계속 유지가 되었다. 패턴닝 후 에폭시 놀이가 4인치 웨이퍼에서 $\pm$0.6$\mu\textrm{m}$의 균일성을 얻었으며, 접합강토는 20 MPa을 얻었다. 또한 밀봉실장 특성을 나타내는 leak rate는 $10^{-7}$ cc/sec를 얻었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.63-69
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• 2007

Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 연구하였다. Ag 페이스트 막을 유리기판에 형성하고 관통 비아 홀이 형성된 Si 기판을 접착시켜 Ag 페이스트 막을 Cu 비아 형성용 전기도금 씨앗층으로 사용하였다. Ag 전기도금 씨앗층에 직류전류 모드로 $20mA/cm^2$와 $30mA/cm^2$의 전류밀도를 인가하여 Cu 비아 filling을 함으로써 직경 $200{\mu}m$, 깊이 $350{\mu}m$인 도금결함이 없는 Cu 비아를 형성하는 것이 가능하였다. Cu 비아가 형성된 Si 기판에 Ti/Cu/Ti metallization 및 배선라인 형성공정, Au 패드 도금공정, Sn 솔더범프 전기도금 및 리플로우 공정을 순차적으로 진행함으로써 Cu 비아를 이용한 MEMS 센서의 스택 패키지용 interconnection 공정을 이룰 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권2호
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• pp.34-41
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• 2006

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.30-32
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• 2005

This paper reports on an LTCC-based packaging method using Au/Sn eutectic bonding process for RF MEMS applications. The proposed packaging structure was realized by a micromachining technology. An LTCC substrate consists of metal filled vertical via feedthroughs for electrical interconnection and Au/Sn sealing rim for eutectic bonding. The LTCC capping substrate and the glass bottom substrate were aligned and bonded together by a flip-chip bonding technology. From now on, shear strength and He leak rate will be measured then the fabricated package will be compared with the LTCC package using BCB adhesive bonding method which has been researched in our previous work.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1407-1412
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• 2003

In MEMS devices, packaging induced stress or stress induced structure deformation become increasing concerns since it directly affects the performance of the device. In this paper, deformation behavior of MEMS gyroscope package subjected to temparature change is investigated using high-sensitivity $Moir{\acute{e}}$ interferometry. Using the real-time $Moir{\acute{e}}$ setup, fringe patterns are recorded and analyzed at several temperatures. Temperature dependent analyses of warpages and extensions/contractions of the package are presented. Linear elastic behavior is documented in the temperature region of room temperature to $125^{\circ}C$. Analysis of the package reveals that global bending occurs due to the mismatch of thermal expansion coefficient between the chip, the molding compond and the PCB.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.57-65
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• 2003

본 연구에서는 웨이퍼 레벨 진공 패키징된 MEMS자이로스코프 소자의 신뢰성 시험 및 분석을 통하여 웨이퍼 레벨 진공 패키징의 파괴 메카니즘을 연구하였다. 진공 패키징의 주된 파괴 모드는 누설, 가스투과, 그리고 outgassing이다. 누설은 접합 계면이나 재질의 결함을 통하여 주로 발생되며, 접합폭을 증가시키거나 단결정 실리콘을 사용하면 누설이 감소한다. Outgassing은 실리콘 및 유리기판의 표면 및 내부에서 발생하며 주로 $H_2O$와, $CO_2$, $C_3H_5$ 및 유기 오염물질이었다. Epi-poly의 경우 SOI 웨이퍼보다 약 10배의 outgassing을 발생시킨다. 또한 유리기판을 샌드블라스트 공정을 사용하여 가공한 경우, 약 2.5배의 outgassing 양이 증가한다. Outgassing 제거를 위해서는 접합 전에 웨이퍼를 pre-baking하는 과정이 필수적이며, outgassing의 발생을 최대로 하기 위한 최적의 pre-baking조건은 실리콘과 유리 웨이퍼를 $400^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$ 사이에서 pre-baking하는 것이다.

• 센서학회지
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• 제20권1호
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• pp.58-63
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• 2011

A low loss radio frequency(RF) micro electro mechanical systems(MEMS) switch driven by a low actuation voltage was designed for the development of a new RF MEMS switch. The RF MEMS switch should be encapsulated. The glass cap and fabricated RF MEMS switch were assembled by the Au/Sn eutectic bonding principle for wafer-level packaging. The through-vias on the glass substrate was made by the glass dry etching and Au electroplating process. The packaged RF MEMS switch had an actuation voltage of 12.5 V, an insertion loss below 0.25 dB, a return loss above 16.6 dB, and an isolation value above 41.4 dB at 6 GHz.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2005년도 ISMP
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• pp.231-247
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• 2005

• 한국정밀공학회지
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• 제22권11호
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• pp.165-172
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• 2005

In MEMS (Micro-Electro-Mechanical System), packaging induced stress or stress induced structure deformation becomes increasing concerns since it directly affects the performance of the device. In the decoupled vibratory MEMS gyroscope, the main factor that determines the yield rate is the frequency difference between the sensing and driving modes. The gyroscope, packaged using the anodic bonding at the wafer level and EMC (epoxy molding compound) molding, has a deformation of MEMS structure caused by thermal expansion mismatch. This effect results in large distribution in the frequency difference, and thereby a lower yield rate. To improve the yield rate we propose a packaged SiOG (Silicon On Glass) process technology. It uses a silicon wafer and two glass wafers to minimize the wafer warpage. Thus the warpage of the wafer is greatly reduced and the frequency difference is more uniformly distributed. In addition. in order to increase robustness of the structure against deformation caused by EMC molding, a 'crab-leg' type spring is replaced with a semi-folded spring. The results show that the frequency shift is greatly reduced after applying the semi-folded spring. Therefore we can achieve a more robust vibratory MEMS gyroscope with a higher yield rate.