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디스플레이 반도체 기술 적용을 위한 청정 나노잉크 제조 기술
김종웅,홍성제,김영석,김용성,이정노,강남기,Kim, Jong-Woong,Hong, Sung-Jei,Kim, Young-Seok,Kim, Young-Sung,Lee, Jeong-No,Kang, Nam-Kee 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.1
Printing technologies have been indicated as alternative methods for patterning conductive, semi-conductive or insulative materials on account of their low-cost, large-area patternability and pattern flexibility. For application of the printing technologies in manufacture of semiconductor or display modules, ink or paste composed of nanoparticles, solvent and additives are basically needed. Here, we report recent advances in eco-friendly nano-ink technology for semiconductor and display technology. Then, we will introduce an eco-friendly ink formation technology developed in our group with an example of manufacturing $SiO_2$ nanopowders and inks. We tried to manufacture ultrafine $SiO_2$ nanoparticles by applying a low-temperature synthetic method, and then attempted to fabricate the printed $SiO_2$ film onto the glass substrate to see whether the $SiO_2$ nanoparticles are feasible for the printing or not. Finally, the electrical characteristics of the films were measured to investigate the effect of the manufacturing parameters. 나노잉크를 이용한 프린팅 기술은 기존의 리소그래피를 통한 절연체, 반도체 및 전도체의 패터닝 기술에 비해 비용절감, 대면적 기판 적용 가능성 및 회로의 유연성 등의 측면에서 장점을 가지므로 최근 크게 주목받고 있다. 이러한 프린팅 기술이 반도체 또는 디스플레이 제조 공정에 성공적으로 적용되기 위해서는 먼저 나노입자, 용매 및 첨가제로 구성된 나노잉크 또는 페이스트의 개발이 선행되어야 한다. 본 고에서는 이러한 반도체 및 디스플레이 적용을 위한 나노잉크의 청정 제조기술과 관련하여 최근의 연구 동향에 대하여 보고하고자 한다. 또한 나노잉크의 청정 제조기술과 관련한 구체적인 예를 설명하기 위하여 본 연구팀에서 개발한 청정 저온 $SiO_2$ 합성 기술을 소개하고자 하였다. 먼저 저온에서의 무폐수 청정공정을 통해 $SiO_2$ 나노입자를 제조하고, 이를 이용하여 프린팅 기술에 적용이 가능한 나노잉크를 제조하였다. 제조된 잉크를 유리 기판에 프린팅하여 다양한 특성 평가를 실시하였으며, 마지막으로 제조 공정상의 여러 시험변수가 프린팅된 필름의 전기적 특성에 미치는 영향에 대한 고찰을 통해 기술의 적용가능성을 평가하고자 하였다.
김종웅,이영철,노보인,윤정원,정승부,Kim, Jong-Woong,Lee, Young-Chul,Noh, Bo-In,Yoon, Jeong-Won,Jung, Seung-Boo 한국마이크로전자및패키징학회 2009 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.16 No.2
Conductive adhesives have recently received a lot of focus and attention from the researchers in electronics industry as a potential substitute to lead-containing solders. Numerous studies have shown that the conductive adhesives have many advantages over conventional soldering such as environmental friendliness, finer pitch feasibility and lower temperature processing. This review focuses on the recent research trends on the reliability and property evaluation of anisotropic and non-conductive films that interconnect the integrated circuit component to the printed circuit board or other types of substrate. Major topics covered are the conduction mechanism in adhesive interconnects; mechanical reliability; thermo-mechanical-hygroscopic reliability and electrical performance of the adhesive joints. This review article is aimed at providing a better understanding of adhesive interconnects, their principles, performance and feasible applications.
스펙트럼 변이 기반의 향상된 음성 존재 불확실성 추적 기법을 이용한 Global Soft Decision
김종웅,장준혁,Kim, Jong-Woong,Chang, Joon-Hyuk 한국음향학회 2013 韓國音響學會誌 Vol.32 No.3
본 논문에서는 기존의 global soft decision 기법에서 음성 부재 확률을 구할 때의 음성 부재와 존재에 대한 a priori 확률값의 비(q)에 스펙트럼 변이 기법을 적용한 음성 향상 기법을 제안한다. 기존의 global soft decision 방법은 음성 부재 확률을 구하기 위해 가정한 가설에 따라 고정된 q 값을 사용하였지만, 본 논문에서 제안한 알고리즘은 기존의 고정된 값에 직전 2 프레임에서의 음성 존재 여부와 스펙트럼 변이 값의 상태 조건에 따라 적응적으로 q 값이 가변되도록 하여 음성 부재 확률을 향상시키는 기법이다. 제안된 방법의 성능 평가를 위해 ITU-T P.862 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)를 이용하여 평가하였고, 그 결과 제안된 스펙트럼 변이 기법을 적용한 방법이 기존의 global soft decision 방법보다 향상된 결과를 보여주었다. In this paper, we propose a novel speech enhancement method to improve the performance of the conventional global soft decision which is based on the spectral gradient method applied to the ratio of a priori speech absence and presence probability value (q). Conventional global soft decision scheme used a fixed value of q in accordance with the hypothesis assumed, but the proposed algorithm is a technique for improving the speech absence probability which is applied adaptively variable value of q according to the speech presence or absence in the previous two frames and the conditions of the spectral gradient value. Experimental results show that the proposed improved global soft decision method based on the spectral gradient method yields better results compared to the conventional global soft decision technique based on the performance criteria of the ITU-T P. 862 PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality).
플립칩 솔더 접합부의 열,기계적 신뢰성 평가(2): 2. 무연솔더
김종웅 ( Jong Woong Kim ),김대곤 ( Dae Gon Kim ),정승부 ( Seung Boo Jung ) 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2006 대한금속·재료학회지 Vol.44 No.8
The microstructural investigation and thermo-mechanical reliability evaluation of the Sn-3.0Ag0.5Cu 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 IMC layer which has the same composition with that of Sn-37Pb case, while the two phases which were (Cu,Ni)6Sn5 and (Ni,CuhSn1 were formed between the solder and electroless Ni-P layer of the package side. The cracks were observed at the corner solder joints after the thermal shocks of 400 cycles. The primary failure mechanism of the Pb-free Sn-3.0Ag-0.5Cu solder joints in this type of package was also conftrmed to be thermally activated solder fatigue failure. The finite element analyses were conducted to interpret the failure mechanisms of the packages. The finite element analyses revealed that the cracks were induced by the accumulation of the plastic work and viscoplastic shear strains.
플립칩 솔더 접합부의 열,기계적 신뢰성 평가(1); 1. 유연솔더
김종웅 ( Jong Woong Kim ),김대곤 ( Dae Gon Kim ),하상수 ( Sang Su Ha ),문원철 ( Won Chul Moon ),유충식 ( Choong Sik Yoo ),문정훈 ( Jeong Hoon Moon ),정승부 ( Seung Boo Jung ) 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2006 대한금속·재료학회지 Vol.44 No.8
The microstructural investigation and thermo-mechanical reliability evaluation of the conventional Sn-37Pb 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 the chip side was Cu6Sn5 IMC layer, while a layer of Ni3Sn4 was formed between the solder and electroless Ni-P layer of the package side. The primary failure mechanism of the solder joints in this type of test method and package was confirmed to be thermally activated solder fatigue failure. The brittle interfacial failure mode was sometimes detected from the cross-sectional studies, but nearly whole of the failed packages showed the occurrence of the typical fatigue cracks.
다이렉트 프린팅용 청정 금속 및 세라믹 나노 입자 잉크 기술 동향
홍성제,김종웅,한철종,김용성,홍태환,Hong, Sung-Jei,Kim, Jong-Woong,Han, Chul-Jong,Kim, Young-Sung,Hong, Tae-Whan 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.2
본고에서는 청정 공정을 이용한 다이렉트 프린팅용 금속 및 세라믹 나노 입자 및 잉크 소재의 국내외 기술 동향 및 시장 전망에 대해 고찰하였다. 다이렉트 프린팅용 나노 입자 기술은 해외의 경우 UILVAC에서 연구 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 주로 가스중 증발법에 의해 진행되고 있었다. 또한, 국내의 경우 전자부품연구원 등 산학연에서 활발하게 진행되고 있고, 가스중 증발법 및 저온 합성법 등 건식과 습식법에 의해 진행되고 있었다. 또한 이러한 금속 및 세라믹 나노 분말 입자를 이용하여 잉크를 제조하고 이를 다이렉트 프린팅 공정에 적용하여 박막 및 패턴을 제작하는 연구도 진행되고 있었다. 이러한 다이렉트 프린팅용 나노 입자 및 잉크는 전기, 전자, 정보, 통신 산업의 핵심 소재로서 관련 산업 및 시장이 빠른 속도로 증가하고 있다. 이러한 청정 공정 기술은 연구개발 단계에 있어 국내에서도 청정 기술을 이용하여 선진 기술에 접근하고 있는 결과가 제시되고 있다. 이와 같이 다이렉트 프린팅용 금속 및 세라믹 나노 입자 및 잉크의 기술에 있어서 세계적인 기술의 주도를 위해선 나노 입자 및 잉크의 청정 제조의 원천 기술 개발을 통한 기술 확보 및 시장의 경쟁을 통한 우위 점유가 필요하다. In this paper, trends on technology of metal and ceramic nanoparticle inks using eco-friendly process were reviewed. There are two types of eco-friendly processes, dry and wet. In case of dry process, gas evaporation process was being used to synthesize the ultrafine nanoparticles. Also, in case of wet process, low temperature process excluding harmful elements such as $Cl^-$ and ${NO_3}^-$ was being used to synthesize the ultrafine nanoparticles. Sizes of nanoparticles were less than 10 nm using the eco-friendly processes, and the nanoparticles were well dispersed into ink solvent. The ink was successfully applied to fabricate directly printed pattern.
무연 솔더가 적용된 자동차 전장부품 접합부의 열적.기계적 신뢰성 평가
하상수,김종웅,채종혁,문원철,홍태환,유충식,문정훈,정승부,Ha, Sang-Su,Kim, Jong-Woong,Chae, Jong-Hyuck,Moon, Won-Chul,Hong, Tae-Hwan,Yoo, Choong-Sik,Moon, Jeong-Hoon,Jung, Seung-Boo 대한용접접합학회 2006 대한용접·접합학회지 Vol.24 No.6
This study was focused on the evaluation of the thermo-mechanical board-level reliability of Pb-bearing and Pb-free surface mount assemblies. The composition of Pb-bearing solder was a typical Sn-37Pb and that of Pb-free solder used in this study was a representative Sn-3.0Ag-0.5Cu in mass %. Thermal shock test was chosen for the reliability evaluation of the solder joints. Typical $Cu_6Sn_5$ intermetallic compound (IMC) layer was formed between both solders and Cu lead frame at the as-reflowed state, while a layer of $Cu_3Sn$ was additionally formed between the $Cu_6Sn_5$ and Cu lead frame during the thermal shock testing. Thickness of the IMC layers increased with increasing thermal shock cycles, and this is very similar result with that of isothermal aging study of solder joints. Shear test of the multi layer ceramic capacitor(MLCC) joints was also performed to investigate the degradation of mechanical bonding strength of solder joints during the thermal shock testing. Failure mode of the joints after shear testing revealed that the degradation was mainly due to the excessive growth of the IMC layers during the thermal shock testing.