• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.543-547
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• 2008

In the paper, we develop the ultrasonic bonding technique for LCD driver chips having small size and high pin-density. In general, the mounting technology for LCD driver ICs is a thermo-compression method utilizing the ACF (An-isotropic Conductive Film). The major drawback of the conventional approach is the long process time. It will be shown that the conventional ACF method based on thermo-compression can be remarkably enhanced by employing the ultrasonic bonding technique in terms of bonding time. The proposed approach is to apply the ultrasonic energy together with the thermo-compression methodology for the ACF bonding process. To this end, we design a bonding head that enables pre-heating, pressure and ultrasonic excitation. Through the bonding experiments mainly with LCD driver ICs, we present the procedures to select the best combination of process parameters with analysis. We investigate the effects of bonding pressure, bonding time, pre-heating temperature before bonding, and the power level of ultrasonic energy. The addition of ultrasonic excitation to the thermo-compression method reduces the pre-heating temperature and the bonding process time while keeping the quality bonding between the LCD pad and the driver IC. The proposed concept will be verified and demonstrated with experimental results.

• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.47-48
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• 2008

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.933-934
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• 2008

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.17-22
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• 2013

본 연구에서는 Sn-58Bi 솔더를 이용한 경성 인쇄 회로 기판 (Rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인쇄회로 기판 (Flexible printed circuit board, FPCB) 간의 열압착 접합 시, 접합 조건에 따른 기계적 특성에 대하여 연구하였다. 접합 온도와 접합 시간을 변수로 열압착 접합을 실시하여 $90^{\circ}$ 필 테스트(Peel test)를 통해 접합 강도를 측정하고, 단면과 파단면을 관찰하였다. 접합 온도가 증가할수록 접합 강도가 증가하였으며, 접합 시간에 따른 접합 강도의 변화 또한 관찰할 수 있었다. 접합 시간이 증가하면서 접합부의 파괴에 영향을 미치는 요인이 솔더 층에서 금속간 화합물(Intermetallic compound, IMC) 층으로 변화하는 것을 관찰할 수 있었다. 필 테스트 과정의 F-x(Force-distance) curve를 통해 파괴 에너지를 계산하여 금속간 화합물이 접합 강도에 미치는 영향을 평가하였으며, 본 연구에서 $195^{\circ}C$, 7초 조건이 접합 강도와 파괴 에너지가 가장 높게 나타나는 최적 접합 조건으로 도출되었다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권3호
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• pp.23-30
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• 2020

Laser Assisted Thermo-Compression Bonding (LATCB) has been proposed to improve the "chip tilt due to the difference in solder bump height" that occurs during the conventional semiconductor chip bonding process. The bonding module of the LATCB system has used a piezoelectric actuator to control the inclination of the compression jig on a micro scale, and the piezoelectric actuator has been directly coupled to the compression jig to minimize the assembly tolerance of the compression jig. However, this structure generates a lateral force in the piezoelectric actuator when the compression jig is tilted, and the stacked piezoelectric element vulnerable to the lateral force has a risk of failure. In this paper, the optimal design of the flexure hinge was performed to minimize the lateral force generated in the piezoelectric actuator when the compression jig is tilted by using the displacement difference of the piezoelectric actuator in the bonding module for LATCB. The design variables of the flexure hinge were defined as the hinge height, the minimum diameter, and the notch radius. And the effect of the change of each variable on the stress generated in the flexible hinge and the lateral force acting on the piezoelectric actuator was analyzed. Also, optimization was carried out using commercial structural analysis software. As a result, when the displacement difference between the piezoelectric actuators is the maximum (90um), the maximum stress generated in the flexible hinge is 11.5% of the elastic limit of the hinge material, and the lateral force acting on the piezoelectric actuator is less than 1N.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.11-15
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• 2010

본 연구에서는 Sn-Pb 솔더를 이용한 열압착법을 이용하여 경성 인쇄 회로 기판 (rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인쇄 회로 기판 (flexible printed circuit board, FPCB)간 접합 시의 접합 조건을 최적화하는 연구를 진행하였다. 접합의 주요 변수로는 접합 압력, 온도 및 시간이 있으며 이러한 변수의 변화로 인해 접합부의 접합 형태와 박리 강도에서 많은 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 일정 접합 온도와 시간 조건 ($225^{\circ}C$, 7초)에서 22 N/cm의 최고 박리 강도를 보이며 이후로는 더 이상 박리 강도에서 큰 차이를 보이지 않게 되는데, 이를 박리 시험 시의 F-x (forcedisplacement) curve를 토대로 파괴 에너지를 산출하여 그 차이를 규명하였다. 최적의 접합 조건은 $225^{\circ}C$, 7초로 나타났다.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 한국금형공학회 2008년도 하계 학술대회
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• pp.209-213
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• 2008

In this work, we have proposed a method for calculating the residual stress developed during the PCB thermo-compression bonding precess. Residual stress is the most important factor that causes PCB warpage in accordance with the pattern design. In this work, a single-layed double-sided PCB, which is comprised of the dielectric (FR-4) substrate in the middle and copper cladding on the both top and bottom sides, is considered. A reference temperature, where all stress is free, is calculated by comparing the calculated and measured warapge of a PCB of which copper cladding of the top side is removed. Then, the reesidual stress values is calculated for the double-sided PCB.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.63-67
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• 2011

본 연구에서는 interlayer로 Sn을 사용하여 경성 인쇄 회로 기판(Rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인쇄 회로 기판(Flexible printed circuit board, FPCB) 간의 열압착 접합(Thermo-compression bonding) 조건을 최적화하는 연구를 진행하였다. 접합에 앞서 FPCB를 다양한 온도와 시간조건 하에서 Sn이 용융된 솔더 배스 안에서 침지(Dipping) 공정을 수행하였고, 열압착법을 이용하여 FPCB와 RPCB의 접합을 수행하였다. FPCB/RPCB 접합부의 접합 강도를 $90^{\circ}$ 필 테스트(Peel test)를 이용하여 측정하였다. 그 결과 $270^{\circ}C$, 1s의 침지 조건에서 FPCB의 polyimide(PI)와 Cu 전극 계면에서 파단되고, 이때, 최대 박리 강도를 얻었다. FPCB와 RPCB의 열압착 접합시 주요 변수로는 압력, 온도, 시간이 있으며, 특히 온도의 증가에 따라 접합 강도가 크게 증가하였다. 접합부 계면 관찰 결과, 접합 온도와 시간이 증가함에 따라 접합 면적이 증가하였으며, 이로 인해 접합 강도가 증가하는 것으로 사료된다. 필 테스트 과정에서 나타나는 F-x(Forcedisplacement) 곡선을 토대로 산출한 파괴 에너지와 접합 강도는 $280^{\circ}C$, 10s의 접합 조건에서 가장 높게 나타났으며, 이 조건이 최적 접합 조건으로 도출되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권1호
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• pp.7-13
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• 2013

3D 적층 IC 개발을 위한 본딩 기술의 현황에 대해 알아보았다. 실리콘 웨이퍼를 본딩하여 적층한 후 배선 공정을 진행하는 wafer direct bonding 기술보다는 배선 및 금속 범프를 먼저 형성한 후 금속 본딩을 통해 웨이퍼를 적층하는 공정이 주로 연구되고 있다. 일반적인 Cu 열압착 본딩 방식은 높은 온도와 압력을 필요로 하기 때문에 공정온도와 압력을 낮추기 위한 연구가 많이 진행되고 있으며, 그 가운데서 Ar 빔을 조사하여 표면을 활성화 시키는 SAB 방식과 실리콘 산화층과 Cu를 동시에 본딩하는 DBI 방식이 큰 주목을 받고 있다. 국내에서는 Cu 열압착 방식을 이용한 웨이퍼 레벨 적층 기술이 현재 개발 중에 있다.