• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권4호
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• pp.59-63
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• 2013

In this paper, the impact of the copper densities of substrate layers on IC package warpage is studied experimentally and numerically. The substrate strips used in this study contained two metal layers, with the metal densities and patterns of these two layers varied to determine their impacts. Eight legs of substrate strips were prepared. Leg 1 to leg 5 were prepared with a HD (high density) type of strip and leg 6 to leg 8 were prepared with UHD (ultra high density) type of strip. The top copper metal layer was designed to feature meshed patterns and the bottom copper layer was designed to feature circular patterns. In order to consider the process factors, the warpage of the substrate bottom was measured step by step with the following manufacturing process: (a) bare substrate, (b) die attach, (c) applying mold compound (d) and post reflow. Furthermore, after the post reflow step, the substrate strips were diced to obtain unit packages and the warpage of the unit packages was measured to check the warpage trends and differences. The experimental results showed that the warpage trend is related to the copper densities. In addition to the experiments, a Finite Element Modeling (FEM) was used to simulate the warpage. The nonlinear material properties of mold compound, die attach, solder mask, and substrate core were included in the simulation. Through experiment and simulation, some observations were concluded.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권2호
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• pp.1-7
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• 2006

본 논문에서는 솔더 레지스트(solder resist)의 두께와 코어의 물성에 따른 인쇄회로기판의 철의 크기와 형상에 대하여 연구하였다. 인쇄회로기판의 굽힘 변형은 적층되는 재료의 열팽창계수의 차이에 의해 발생한다. 따라서 굽힘 변형의 감소를 위해서는 열팽창계수의 차이가 작은 적층 재료를 사용하는 것이 필요하며, 구조 형상에서도 상면과 하면의 불균일성을 완화시킬 필요가 있다. 또한, 적층 재료에서 코어의 강성을 높여 점의 발생을 억제할 수 있다. 코어를 이루는 복합재료는 적층 순서와 섬유 각에 따른 물성 특성의 방향성에 따라 굽힘과 비틀림이 연성되는 현상을 보이며, 이와 같은 성질을 이용하면 휨을 제어할 수 있다. 본 연구에서는 2층으로 구성된 chip scale package (CSP) 기판의 휨에 대한 연구로, 실험 및 유한 요소해석 툴을 이용하여 개선 결과를 도출하였다.

• Composites Research
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• 제25권4호
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• pp.117-125
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• 2012

필름 삽입 사출 시편의 휨은 비대칭적인 잔류응력 분포에 기인한다. 비대칭적 잔류응력과 온도 분포는 삽입된 필름 표면의 수직방향으로 지연되는 열 전달에 의해 발생한다. 사출 공정조건 최적화를 통해 필름 삽입 사출 시편의 휨을 억제할 수 없었기 때문에, 필름 삽입 사출 시편의 휨을 최소화하기 위해서 유리 섬유가 강화된 복합재료를 기판으로 사용하였다. 유리 단섬유의 분포를 마이크로 CT 장비를 이용하여 평가하였다. 복합재료로 구성된 기판을 이용한 필름 삽입 사출 시편의 배향 텐서와 휨을 계산하기 위해서는 적절한 마이크로 역학, 이방적 열팽창계수 및 닫힌 어림법 모델이 선택되어야만 한다. 여섯 종류의 마이크로 역학모델, 세 종류의 열 팽창 계수 모델 및 다섯 종류의 닫힌 어림법 모델을 고려한 후, Mori-Tanaka 모델, Rosen and Hashin 모델 및 third orthotropic 닫힌 어림법 모델을 선택하였다. 수치적으로 계산된 섬유 배향 텐서와 휨에 관한 결과들은 실험결과와 잘 일치하였고, 유리 섬유의 보강효과가 필름 삽입 사출 복합 재료 시편의 휨에 미치는 영향을 파악하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.43-48
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• 2022

본 연구에서는 재료의 이방성 점탄성 거동을 고려한 해석 기법을 개발하여 휨(Warpage) 해석의 정합성을 개선하고자 하였다. 먼저, 이방성 점탄성 거동 구현을 위해 구리 패턴(Cu trace) 및 범프(Bump)가 존재하는 패키지를 모델링 하였다. 복잡한 형상의 범프 영역은 대표체적요소 모델을 기반으로 등가 이방성 점탄성 물성 및 열 팽창계수를 도출하였다. 도출된 물성을 기반으로 패키지에 0~125도의 열 주기(Thermal cycle)를 가하였으며, 열 주기에 따른 패키지의 휨 경향을 확인하였다. 해석 결과의 검증을 위해 해석 모델과 동일한 패키지를 제작하였고, 쉐도우 모아레 간섭계(Shadow Moire interferometer)를 통해 열 주기에 따른 실제 패키지의 휨 정도를 측정하였다. 결과적으로 구리 패턴, 범프 등의 요소가 고려된 등가 이방성 점탄성 해석 기법의 적용으로 5 ㎛ 이내의 오차로 패키지의 휨 정도를 계산하고 휨의 형태를 예측할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권7호
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• pp.84-90
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• 2022

The purpose of the cover housing component of a car door is to protect the terminals of the plug housing that connects the electric control unit on the door side to the car body. Therefore, for a smooth assembly with the plug housing and to prevent contaminants from penetrating into the gaps that occur after assembly, the warpage of the cover housing should be minimized. In this study, to minimize the warpage of the cover housing, optimization was performed for design factors related to the mold and processes based on the injection molding simulation. These design factors include gate location, gate diameter, injection time, resin temperature, mold temperature, and packing pressure. To optimize the design factors, Taguchi's approach to the design of experiments was adopted. The optimal combination of the design factors and levels that minimize warpage was predicted through L₁₈-orthogonal array experiments and main effects analysis. Moreover, the warpage under the optimal design was estimated by the additive model, and it was confirmed through the simulation experiment that the estimated result was quite consistent with the experimental result. Additionally, it was found that the warpage under the optimal design was significantly improved compared to both the warpage under the initial design and the best warpage among the orthogonal array experimental results, which numerically decreased by 36.9% and 23.4%, respectively.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.83-87
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• 2022

최근 반도체 패키지 두께가 점점 얇아짐에 따라 휨(warpage) 문제가 대두되고 있다. 휨(warpage)은 패키지 구성요소들 간의 물성 차이로 인해 발생하기 때문에, 휨(warpage)을 예측하기 위해서는 주된 구성요소인 EMC(Epoxy molding compound)의 정확한 물성 파악이 필수적으로 요구된다. 특히 EMC는 경화 공정 중 경화 수축을 보이는데, 겔점 이후에 발생하는 유효 경화 수축은 휨(warpage) 발생의 핵심 요소이다. 본 연구에서는 유전 센서를 이용해 측정한 소실 계수로부터 실제 반도체 패키지 경화 공정 동안 발생하는 EMC의 겔점이 정의되었다. 유전 센서로부터 얻은 결과를 분석하기 위해 DSC(Differential scanning calorimetry) 시험과 rheometer 시험이 수행되었다. 그 결과, 유전 측정법이 EMC 경화상태 모니터링에 효과적인 방법임이 검증되었다. 유전 측정과 동시에 광섬유 센서를 이용해 EMC의 경화 공정 중 변형률 변화 추이가 함께 측정되었다. 위 결과들로부터 경화 공정 중 발생하는 EMC의 유효 경화 수축이 측정되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.751-752
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• 2012

• 소성∙가공
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• 제14권4호
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• pp.360-367
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• 2005

The injection-molded plastic parts have many surface defects: warpage, weldline, flowmark, zetting, scratching, shading and so on. As weldline was one of the major surface defects in the case of desktop monitor, warpage and surface shrinkage are the bigger problems of LCD monitor in the pursuit of light weight and thinner thickness of parts. Some measures to improve these defects were introduced in this paper. Based on these, the laboratory work to find out the optimum processing conditions and to get the best parts was repeated injection moulding try-out after reflecting these improvements. The defects of warpage and surface shrinkage was significantly improved after the improvements in the case of the 20.1 inch even if in the 15 and 17inch case the warpage size was a lttle over the allowed specification because of not taking the measure for parts design within the allowable limits from the required specification in the cause of cost down.

• 한국CDE학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.351-360
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• 2004

An optimal robust design methodology has been developed to minimize the warpage in a decorating panel of monitor molded by the plastic injection. For the associated methodology, the Taguchi's Design Of Experiment (DOE) based on orthogonal arrays and Signal-to-Noise Ratio is combined with commercial simulation tools f3r injection molding. An optimal robust design solution is statistically resulted from the computational simulation. The related experiment was done for evaluations of the warpage in the decorating panel part of monitor. This research showed that the warpage under the applied optimal design conditions was comparatively reduced.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1997-2000
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• 2005

In this work, the effects of orthogonal ribs on warpage of plastic structure through injection molding process were investigated. Three kinds of injection molds were prepared to perform injection molding experiments of orthogonal stiffened plastic plate. The warpage of each injection molded specimen was measured using 3D CMM. And plastic injection molding analysis with commercial code was performed for the presented model. Numerical results of injection molding analysis were compared with those of experiments. It was shown that orthogonal ribs have a significant effect on the warpage of the structure in both cases of experiment and numerical analysis.