• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.9-15
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• 2000

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. For the characterization of modified ACAs composites with different content of non-conducting fillers, dynamic scanning calorimeter (DSC), and thermo-gravimetric analyzer (TGA), dynamic mechanical analyzer (DMA), and thermo-mechanical analyzer (TMA) were utilized. As the non-conducting filler content increased, CTE values decreased and storage modulus at room temperature increased. In addition, the increase in tile content of filler brought about the increase of Tg$^{DSC}$ and Tg$^{TMA}$. However, the TGA behaviors stayed almost the same. 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 significant 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.ers.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제7권1호
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• pp.41-49
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• 2000

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. For the characterization of modified ACAs composites with different content of non-conducting fillers, dynamic scanning calorimeter (DSC), and thermo-gravimetric analyser (TGA), dynamic mechanical analyzer (DMA), and thermo-mechanical analyzer (TMA) were utilized. As the non-conducting filler content increased, CTE values decreased and storage modulus at room temperature increased. In addition, the increase in the content of filler brought about the increase of $Tg^{DSC}$ and $Tg^{TMA}$. However, the TGA behaviors stayed almost the same. 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.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.184-190
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• 2000

비전도성 충진재를 포함한 개선된 이방성 전도 접착제의 열적/기계적 특성과 이를 이용한 유기 기판용 플립 칩의 신뢰성에 미치는 충진재 양의 영향을 고찰하였다. 비전도성 충진재 양이 다른 개선된 이방성 접착제의 특성을 살펴보기 위해 differential scanning calorimeter (DSC), thermo-gravimetric analyzer (TGA), dynamic mechanical analyzer (DMA), thermo-mechanical analyzer (TMA)을 사용하였다. 비전도성 충진재의 양이 증가함에 따라 열팽창계수는 감소하였고, 상온에서의 storage modulus는 증가하였다. 추가로, 충진재의 양이 증가하면 DSC에 의한 유리전이온도와 TMA에 의한 유리전이온도도 증가하였다. 그러나 TGA 거동은 거의 변화가 없었다. 이방성 전도 접착제를 사용한 유기 기판 플립 칩의 신뢰성 테스트를 위해 열주기 시험, 고온고습 시험, 고온건조 시험을 수행하였는데, 주로 열주기 시험에서 이방서 전도 접착제의 열팽창계수의 영향이 컸다. 비전도성 충진재를 포함해서 낮은 열팽창계수와 높은 storage modulus를 갖는 이방성 전도 접착제에 의해 부착된 플립 칩의 신뢰성이 비전도성 충진재를 포함하지 않은 이방성 전도 접착제에 의한 플립 칩의 신뢰성보다 더 좋게 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.21-23
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• 2006

The microstructural investigation and thermo-mechanical reliability evaluation of the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder bumped flip chip package were carried out during the thermal shock test of the package. In the initial reaction, the reaction product between the solder and Cu mini bump of chip side was Cu6Sn5 layer, while the two phases which were (Cu,Ni)6Sn5 and (Ni,Cu)3Sn4 were formed between the solder and Ni-P layer of the package side. The cracks were occurred at the corner solder joints after the thermal shocks of 400 cycles. The primary failure mechanism of the solder joints in this type of package was confirmed to be thermally activated solder fatigue failure.

• Journal of Welding and Joining
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• 제34권1호
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• pp.26-34
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• 2016

Automotive today has been transforming to an electronic product by adopting a lot of convenience and safety features, suggesting that joining materials and their mechanical reliabilities are getting more important. In this study, a Sn-Cu-Cr-Ca solder composition having a high melting temperature ($>230^{\circ}C$) was fabricated and its joint properties and reliability was investigated with an aim to evaluate the suitability as a joining material for electronics of engine room. Furthermore, mechanical properties change under complex environment were compared with several existing solder compositions. As a result of contact angle measurement, favorable spreadability of 84% was shown and the average shear strength manufactured with corresponding composition solder paste was $1.9kg/mm^2$. Also, thermo-mechanical reliability by thermal shock and vibration test was compared with that of the representative high temperature solder materials such as Sn-3.5Ag, Sn-0.7Cu, and Sn-5.0Sb. In order to fabricate the test module, solder balls were made in joints with ENIG-finished BGA and then the BGA chip was reflowed on the OPS-finished PCB pattern. During the environmental tests, resistance change was continuously monitored and the joint strength was examined after tests. Sn-3.5Ag alloy exhibited the biggest degradation rate in resistance and shear stress and Sn-0.7Cu resulted in a relatively stable reliability against thermo-mechanical stress coming from thermal shock and vibration.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.7-15
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• 2008

본 논문에서는 ACF를 이용한 CCM용 COF 어셈블리의 실장 기술을 연구하고 COF 어셈블리의 신뢰성 분석을 수행하였다. 열팽창계수, 모듈러스, 유리전이온도 등 경화 후 ACF의 열-기계적 물성들을 분석하였으며, ACF의 경화거동 결과를 바탕으로 COF 접합공정 온도 및 시간을 최적화하였으며, 도전입자의 변형 관찰 및 전기적 접촉 저항 측정을 통해 본딩 압력에 대한 최적화를 수행하였다. 또한 ACF 물질 특성이 COF어셈블리의 신뢰성에 미치는 영향을 알아보기 위해 열-싸이클 시험, 고온 유지 시험, 고온고습 시험을 수행하였다. 신뢰성 시험 수행 후 ACF를 이용한 COF 어셈블리의 신뢰성에 가장문제가 되고 있는 점은 열-싸이클 신뢰성 시험에서 나타난 ACF joint의 접촉 저항 증가 문제였고, 이는 ACF 자체의 열-기계적 물성과 밀접한 관계가 있음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권7호
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• pp.7-12
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• 2010

In this paper, chip-on-glass(COG) interconnection with anisotropic conductive film(ACF) using lateral thermosonic bonding technology is considered. In general, thermo-compression bonding which is used in practice for flip-chip bonding suffers from the low productivity due to the long bonding time. It will be shown that the bonding time can be improved by using lateral thermosonic bonding in which lateral ultrasonic vibration together with thermo-compression is utilized. By measuring the internal temperature of ACF, the fast curing of ACF thanks to lateral ultrasonic vibration will be verified. Moreover, to prove the reliability of the lateral thermosonic bonding, observation of pressured mark by conductive particles, shear test, and water absorption test will be conducted.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.242-255
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• 2020

본 연구에서는 FLAC3D가 Opalinus Clay 암반의 열-수리-역학적 복합거동을 재현하고 이를 예측할 수 있는지 그 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2015에서 참여하였으며, 그 일환으로 스위스 Mont Terri Rock Laboratory에서 수행된 Heater Experiment-D (HE-D)에 대한 모델링을 수행하였다. FLAC3D를 이용한 수치해석의 타당성을 평가하기 위해 현장시험에서 계측된 16 지점의 온도, 6 지점의 공극수압, 그리고 22 지점의 변형률 데이터와 비교하였다. 대상 암반의 열-수리-역학적인 이방성을 고려함으로써 Opalinus Clay 암반의 온도 변화 그리고 온도변화에 따른 공극수압의 변화와 같은 열-수리적 거동은 전반적으로 유사하게 나타났으나, 역학적 거동의 경우 변형률 데이터를 비교했을 때 온도와 공극수압과는 달리 계산된 변형률 일부만이 유사한 거동을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.167-174
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• 2018

달 착륙선에는 14일에 이르는 밤 구간동안 극한의 열환경에서 생존하기 위한 열원공급을 목적으로 히터가 적용되며, 이 때 전력생성이 제한되는 착륙선의 소요전력을 최소화하는 히터 작동 온도 설정치가 결정되어야 한다. 또한 상기 온도 설정치에 따른 착륙선의 온도 변화는 탑재 전장품에 적용된 전자소자의 솔더 접합부에 대한 열기계적 신뢰성과 연관되는 중요한 설계인자이다. 본 논문에서는 임무수명이 1년인 달 착륙선의 열해석 결과를 토대로 상용 신뢰성 수명예측도구인 Sherlock을 활용하여 상기의 온도 설정치에 따른 솔더 접합부의 열 기계적 신뢰성을 검토하였다.

• 폴리머
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• 제34권3호
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• pp.191-197
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• 2010

이방성 전도필름(ACF)의 경화방법을 개선하기 위하여 이미다졸계 경화제 대신에 저온에서도 경화가 빠른 열잠재성 양이온 개시제형 경화제를 사용한 에폭시 수지의 경화를 연구하였다. 경화특성의 분석을 위해 유리전이온도, 저장모듈러스, 열팽창계수를 포함한 열적기계적 특성을 조사하였으며 열사이클, 고온고습 신뢰성을 관찰하였다. 열잠재성 양이온 개시제형 경화제를 사용한 ACF가 이미다졸계 경화제를 사용한 경우보다 경화속도는 빨랐으며, 열팽창계수는 낮았고, $T_g$가 높아서 고온안정성도 우수하였다. 또 낮은 온도와 빠른 경화에도 불구하고 안정적인 접속 저항을 유지하여 높은 신뢰성을 나타내었다. 본 연구를 통하여 에폭시 경화방법은 ACF의 열적기계적 특성과 신뢰성에 큰 영향을 미치는 중요한 인자임을 확인하였다.