4개의 칩이 적층된 FBGA 패키지의 휨 현상 및 응력 특성에 관한 연구

김경호,이혁,정진욱,김주형,좌성훈,Kim, Kyoung-Ho,Lee, Hyouk,Jeong, Jin-Wook,Kim, Ju-Hyung,Choa, Sung-Hoon 한국마이크로전자및패키징학회 2012 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.19 No.2

Semiconductor packages are increasingly moving toward miniaturization, lighter and multi-functions for mobile application, which requires highly integrated multi-stack package. To meet the industrial demand, the package and silicon chip become thinner, and ultra-thin packages will show serious reliability problems such as warpage, crack and other failures. These problems are mainly caused by the mismatch of various package materials and geometric dimensions. In this study we perform the numerical analysis of the warpage deformation and thermal stress of 4-layer stacked FBGA package after EMC molding and reflow process, respectively. After EMC molding and reflow process, the package exhibits the different warpage characteristics due to the temperature-dependent material properties. Key material properties which affect the warpage of package are investigated such as the elastic moduli and CTEs of EMC and PCB. It is found that CTE of EMC material is the dominant factor which controls the warpage. The results of RSM optimization of the material properties demonstrate that warpage can be reduced by $28{\mu}m$. As the silicon die becomes thinner, the maximum stress of each die is increased. In particular, the stress of the top die is substantially increased at the outer edge of the die. This stress concentration will lead to the failure of the package. Therefore, proper selection of package material and structural design are essential for the ultra-thin die packages. 최근 모바일 기기에 적용되는 반도체 패키지는 초소형, 초박형 및 다기능을 요구하고 있기 때문에 다양한 실리콘 칩들이 다층으로 수직 적층된 패키지의 개발이 필요하다. 패키지 및 실리콘 칩의 두께가 계속 얇아지면서 휨 현상, 크랙 및 여러 다른 형태의 파괴가 발생될 가능성이 많다. 이러한 문제는 패키지 재료들의 열팽창계수의 차 및 패키지의 구조적인 설계로 인하여 발생된다. 본 연구에서는 4층으로 적층된 FBGA 패키지의 휨 현상 및 응력을 수치해석을 통하여 상온과 리플로우 온도 조건에서 각각 분석하였다. 상온에서 가장 적은 휨을 보여준 경우가 리플로우 공정 조건에서는 오히려 가장 큰 휨을 보여 주고 있다. 본 연구의 물성 조건에서 패키지의 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC의 열팽창계수, EMC의 탄성계수, 다이의 두께, PCB의 열팽창계수 순이었다. 휨을 최소화하기 위하여 패키지 재료들의 물성들을 RMS 기법으로 최적화한 결과 패키지의 휨을 약 $28{\mu}m$ 감소시킬 수 있었다. 다이의 두께가 얇아지게 되면 다이의 최대 응력은 증가한다. 특히 최상부에 위치한 다이의 끝 부분에서 응력이 급격히 증가하기 시작한다. 이러한 응력의 급격한 변화 및 응력 집중은 실리콘 다이의 파괴를 유발시킬 가능성이 많다. 따라서 다이의 두께가 얇아질수록 적절한 재료의 선택 및 구조 설계가 중요함을 알 수 있다.

지구온난화에 따른 제주도 근해의 해수면 상승과 제주도 동부 지역 지하수의 염수대 변화

김경호,신지연,고은희,고기원,이강근,Kim, Kyung-Ho,Shin, Ji-Youn,Koh, Eun-Heui,Koh, Gi-Won,Lee, Kang-Kun 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

Groundwater is the main water resource in Jeju Island because storage of surface water in reservoir is difficult in the island due to the permeable volcanic rocks. Because of this reason, the groundwater is expected to be very vulnerable to seawater intrusion by global warming, which will cause sea level rise. The long term change of mean sea level around the Korean Peninsula including Jeju Island was analyzed for this study. The sea level rise over the past 40 years was estimated to be of $2.16\;{\pm}\;1.71\;mm/yr$ around the Korean Peninsula. However, the rising trend around the eastern part of Jeju Island was more remarkable. In addition, the groundwater/seawater intrusion monitoring network operated by the Jeju Special Self-Governing Province shows that seawater intrusion becomes more prominent during dry 4-5 months in a year when the sea level increases. This implies that the fresh groundwater lens in the eastern part of Jeju Island is influenced by the sea level rise due to global warming in the long term scale. 제주도는 투수성이 좋은 화산암류로 형성이 되어 지표수의 발달이 빈약하므로 수원의 대부분을 지하수에 의존하고 있다. 따라서 지구 온난화로 인한 해수면 상승이 발생하여 지하수로의 해수 침투가 발생할 경우 매우 심각한 문제에 봉착할 수 있는 취약성을 지녔다. 본 연구에서는 장기 조위 관측 자료를 토대로 한반도 주변과 제주도 근해의 장기적인 해수면 변화를 분석하였다. 그 결과, 최근 40년 간 한반도 주변에서 해수면이 $2.16\;{\pm}\;1.71\;mm/yr$의 속도로 뚜렷한 상승 양상을 보였으며 제주도 해안에서는 더욱 빠른 속도로 해수면이 상승해 왔음을 알 수 있었다. 또한 제주특별자치도의 지하수/해수침투관측망의 지하수 관측 자료를 통하여 갈수기 중 해수면이 연주기적으로 상승하는 4-5개월 정도의 시기 동안 해수면의 상승에 따라 염수대가 육지 쪽으로 확장하여 침투하고 있는 것을 관측할 수 있었다. 이를 통하여 제주도 동부 지역이 장기적으로 해수면의 상승에 따라 염수대가 육지 쪽으로 확장하여 침투하였음을 간접적으로 보였다. 이는 지구 온난화에 의한 해수면의 상승이 그 동안 관찰되어 왔던 제주도 동부 지역의 해수 침투현상의 한 원인이 될 수 있음을 제시하고 있다.

투명 디스플레이의 자동차 HUD 적용 동향

김경호,황치선,전황수,손주찬,Kim, K.H.,Hwang, C.S.,Chun, H.W.,Sohn, J.C. 한국전자통신연구원 2015 전자통신동향분석 Vol.30 No.3

자동차 HUD(Head-Up Display)는 기존 HDD(Head-Down-Display)로 인한 운전자의 시선 분산을 줄이기 위한 장치로, 기술개발뿐만 아니라 관련 상용 제품이 다수 출시되고 있으며 HUD를 장착한 차량도 국내외에서 다수 선보이고 있다. 최근에는 대면적 디스플레이를 통하여 실 세계의 다양한 정보를 운전자의 시야를 중심으로 제공하는 증강현실 기술이 적용된 HUD가 차세대 정보제공 장치로 주목받고 있으며 국내외에서 관련 기술개발이 진행되고 있다. 본고에서는 HUD를 구현하기 위한 주요 방식별 특징을 살펴보고 자동차 적용 동항에 대해 논의 하고자 한다.

국내 위성방송사업의 추진 현황과 전망

김경호,Kim, Gyeong-Ho 한국위성정보통신학회 2001 위성통신과 우주산업 Vol.9 No.3

Effect of Niobium and Tin on Mechanical Properties of Zirconium Alloys

김경호,최병권,백종혁,김선재,정용환,Kim, Gyeong-Ho,Choe, Byeong-Gwon,Baek, Jong-Hyeok,Kim, Seon-Jae,Jeong, Yong-Hwan Materials Research Society of Korea 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.2

2원계 (Zr-xNb, Zr-xSnl 와 3원계 (Zr-O.8Sn-xNb, Zr-O.4Nb-xSnl Zr합금의 기계적 특성에 미치는 Nb와 Sn의 영향올 조사하기 위하여 인장시험 빛 마세조직 분석을 실시하였다. Nb와 Sn량이 많이 첨가될수록 2원계와 3원계 합금의 강도는 정진적으로 증가하는 경향을 보이는데, Nb와 Sn이 고용도 이상으로 첨가될 때 강도중가는 더욱 두드러진 것으로 냐타났다. 강도 증가현상을 고용강화, 석출강화, 결정립 미세화에 의한 강화, 집합조직에 의한 강화효과 관정에서 분석한 결과, 고용강화 효과가 가장 두드러지며 Nb와 Sn이 고용도 이상에서는 석출강화가 강도에 기여하는 것으로 냐타났다. 합금원소 첨가에 따른 결정립미세화도 강도에 약간은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 그러나 집합조직은 합금원소 변화에 따라서 거의 변화가 없는 것으로 냐타났으므로 집합조직은 강도증가에 기여하지 않는 것으로 생각된다. To investigate the effect of niobium and tin on the mechanical properties of zirconium alloys, the tensile test and the microstructural analysis were performed on the Zr-based binary(Zr-xNb, Zr-xSn) and ternary(Zr-0.8Sn-xNb, Zr-0.4Nb-xSn) alloys. As the content of Nb or Sn element increased, the strengths of the Zr-based alloys tended to gradually increase. The increase of mechanical strength was remarkable strength was remarkable in the range more than the solubility of Nb and Sn. The strengthening effects were discussed on the basis of the solid solution hardening, the precipitate hardening, the grain size effect, and the texture effect. The mechanical strength is mainly controlled by the solid solution hardening and additionally by the precipitate hardening in the content more than solubility limit of Nb and Sn. The grain refinement also has a slight effect on the strength of the zirconium alloys with the addition of Nb and Sn. However, the texture effect can be excluded due to the same Kearns number regardless of the content of alloying elements.

미스트화학기상증착시스템의 전구체 수용액 혼합비 조절을 통한 (Al_xGa_1-x)₂O₃ 에피박막의 밴드갭 특성 제어 연구

김경호,신윤지,정성민,배시영,Kim, Kyoung-Ho,Shin, Yun-Ji,Jeong, Seong-Min,Bae, Si-Young 한국전기전자재료학회 2019 전기전자재료학회논문지 Vol.32 No.6

We investigated the growth of $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films on c-plane sapphire substrates that were grown by mist chemical vapor deposition (mist CVD). The precursor solution was prepared by mixing and dissolving source materials such as gallium acetylacetonate and aluminum acetylacetonate in deionized water. The [Al]/[Ga] mixing ratio (MR) of the precursor solution was adjusted in the range of 0~4.0. The Al contents of $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films were increased from 8 to 13% with the increase of the MR of Al. As a result, the optical bandgap of the grown thin films changed from 5.18 to 5.38 eV. Therefore, it was determined that the optical bandgap of grown $(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ thin films could be effectively engineered by controlling Al content.

악교정 수술을 위한 한국 성인 정상교합자의 경조직 기준치

김경호,최광철,김형곤,박광호,Kim, Kyung-Ho,Choy, Kwang-Chul,Kim, Hyoung-Gon,Park, Kwang-Ho 대한구강악안면외과학회 2001 대한구강악안면외과학회지 Vol.27 No.3

This study was performed to evaluate hard tissue cephalometric norms for Korean adults which can be implemented in surgical orthodontic treatment planning using selected horizontal reference plane especially for Koreans (Male: $SN-7.5^{\circ}$, Female: $SN-9.0^{\circ}$) and a simplified analytical method. 70 males and 70 females consisting of freshmen of Yonsei University from 1996 to 1997 and students from the Dental College of Yonsei University were chosen according to clinical examination and cephalometric analysis. The samples had normal profiles, normal anteroposterior skeletal relationship(ANB angle of $0^{\circ}$ to $4^{\circ}$ and Wits appraisal of -4.0mm to 0mm), and Class I molar and canine relationship. They had no missing or supernumerary teeth and had no experience of orthodontic or prosthetic treatment. After the selection of 23 landmarks and the construction of horizontal and vertical reference lines, 22 skeletal and 12 dental measurements were taken. These consisted of vertical and horizontal linear measurements and angular measurements. The results were as follows. 1. Mean and standard deviation of the measurements were calculated for males and females. 2. Most of the skeletal vertical measurements, and maxillary and mandibular length were bigger in males than females. Whereas anterior facial height ratio(N-ANS/ANS-Me) as well as maxillary and mandibular antero-posterior position in relation to the vertical reference line(N-perpendicular) showed no signigicant difference between sexes. 3. Maxillary and mandibular dental antero-posterior position in relation to the vertical reference line(N-perpendicular) showed no significant difference between sexes. 4. The upper incisor show(U1-Stms) was $2.1{\pm}1.7mm$ in males and $3.3{\pm}1.7mm$ in females. In this study, hard tissue cephalometric norms of Korean adults for orthognathic surgery were obtained.

국부 통계 특성을 이용한 적응 MAP 방식의 고해상도 영상 복원 방식

김경호,송원선,홍민철,Kim, Kyung-Ho,Song, Won-Seon,Hong, Min-Cheol 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.12C

본 논문에서는 국부 통계 특성을 이용한 적응 MAP 방식의 고해상도 영상 복원 알고리즘에 대해 제안한다. 고해상도 원 영상의 윤곽선을 보존하기 위해 저해상도 영상의 국부 특성을 이용하여 시각함수를 정의하였고, MAP(Maximum A Posteriori) 추정 방식을 이용하여 국부적인 열화 정도(smoothness)를 조절하였다. 또한 가중치가 부여된 함수를 이용하여 원 고해상도 영상에 가능한 가까운 최적의 해를 찾기 위하여 반복기법을 사용하였으며, 열화 요소는 매 반복 단계마다 부분적으로 복원된 고해상도 영상으로부터 이용하였다. 제안된 방식의 성능을 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다. In this paper, we propose an adaptive MAP (Maximum A Posteriori) high-resolution image reconstruction algorithm using local statistics. In order to preserve the edge information of an original high-resolution image, a visibility function defined by local statistics of the low-resolution image is incorporated into MAP estimation process, so that the local smoothness is adaptively controlled. The weighted non-quadratic convex functional is defined to obtain the optimal solution that is as close as possible to the original high-resolution image. An iterative algorithm is utilized for obtaining the solution, and the smoothing parameter is updated at each iteration step from the partially reconstructed high-resolution image is required. Experimental results demonstrate the capability of the proposed algorithm.

Debonding

김경호,백형선,Kim, Gyeong-Ho,Baek, Hyeong-Seon 대한치과의사협회 1992 대한치과의사협회지 Vol.30 No.5

국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소 산출과 관련된 수리지구화학 진화

김경호,윤성택,채기탁,김성용,권장순,고용권,Kim Kyoung-Ho,Yun Seong-Taek,Chae Gi-Tak,Kim Seong-Yong,Kwon Jang-Soon,Koh Yong-Kwon 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.1

국내 심부 암반지하수에서의 고농도 불소의 산출을 지배하는 지질 및 수리지구화학적 환경을 이해하고자, 온천 개발 목적으로 착정한 심부지하수 관정(평균 심도 약 600m)에서 취득된 총 367개의 지하수 분석 자료에 대하여 지구화학적 고찰을 수행하였다. 이들 지하수에서의 불소 농도는 매우 높아 평균 5.65mg/L에 이르며, 특히 연구 대상 지하수 중 $72\%$에서 먹는 물 수질기준(1.5mg/L)을 초과하였다. 불소 함량은 일차적으로 지질 조건의 지배를 강하게 나타냄을 확인하였는데 가장 높은 농도는 화강암류 및 화강편마암 지역에서 산출되는 반면 화산암 및 퇴적암 지역에서는 가장 낮았다. 지하수의 수리지구화학상과 관련하여 보면, 중성 내지 약알칼리성인 $Ca-HCO_3$형 지하수에 비하여 알칼리성의 $Na-HCO_3$형 지하수가 현저히 높은 불소 함량을 나타내었다. 화강암류 및 화강편마암 지역에서 지하수의 심부 순환에 수반되는 장기간의 물-암석 반응이 고농도 불소 산출의 가장 중요한 이유로 생각된다. 방해석 침전 또는 양이온교환에 의한 Ca 이온의 감소, 그리고 뒤따라 발생하는 사장석과 불소 함유 수산화광물(특히 흑운모)의 용해로 특징되는 일련의 수리지구화학 반응이 이러한 환경 하에서의 고불소 지하수 생성의 원인으로 해석된다. 따라서 불소과다에 의한 물 공급 문제의 발생 가능성은 높은 pH 및 매우 높은 Na/Ca농도비를 나타내는 화강암류 및 화강편마암 지역의 지하수에서 가장 높다고 볼 수 있다 To understand the geologic and hydrogeochemical controls on the occurrence of high fluoride concentrations in bedrock groundwaters of South Korea, we examined a total of 367 hydrochemistry data obtained from deep groundwater wells (avg. depth=600 m) that were drilled fur exploitation of hot springs. The fluoride concentrations were generally very high (avg. 5.65mg/L) and exceeded the Drinking Water Standard (1.5 mg/L) in $72\%$ of the samples. A significant geologic control of fluoride concentrations was observed: the highest concentrations occur in the areas of granitoids and granitic gneiss, while the lowest concentrations in the areas of volcanic and sedimentary rocks. In relation to the hydrochemical facies, alkaline $Na-HCO_3$ type waters had remarkably higher F concentrations than circum-neutral to slightly alkaline $Ca-HCO_3$ type waters. The prolonged water-rock interaction occurring during the deep circulation of groundwater in the areas of granitoids and granitic gneiss is considered most important for the generation of high F concentrations. Under such condition, fluoride-rich groundwaters are likely formed through hydrogeochemical processes consisting of the removal of Ca from groundwater via calcite precipitation and/or cation exchange and the successive dissolution of plagioclase and F-bearing hydroxyl minerals (esp. biotite). Thus, groundwaters with high pH and very high Na/Ca ratio within granitoids and granitic gneiss are likely most vulnerable to the water supply problem related to enriched fluorine.