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박형 기판을 사용한 Package-on-Package용 상부 패키지와 하부 패키지의 Warpage 분석
박동현,신수진,안석근,오태성,Park, D.H.,Shin, S.J.,Ahn, S.G.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2015 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.22 No.2
박형 package-on-package의 상부 패키지와 하부 패키지에 대하여 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)에 따른 warpage 특성을 분석하였다. 또한 동일한 EMC로 몰딩한 패키지들의 warpage 편차를 측정하고 박형 상부 기판과 하부 기판 자체의 warpage 편차를 측정함으로서, 박형 패키지에서 warpage 편차를 유발하는 원인을 분석하였다. 박형 기판을 사용한 상부 및 하부 패키지에서는 기판 자체의 큰 warpage 편차에 기인하여 EMC의 물성이 패키지의 warpage에 미치는 영향을 규명하는 것이 어려웠다. EMC의 몰딩 면적이 $13mm{\times}13mm$로 기판($14mm{\times}14mm$)의 대부분을 차지하는 상부 패키지에서는 온도에 따른 warpage의 변화 거동이 유사하였다. 반면에 EMC의 몰딩 면적이 $8mm{\times}8mm$인 하부 패키지의 경우에는 (+) warpage와 (-) warpage가 한 시편에 모두 존재하는 복합적인 warpage 거동에 기인하여 동일한 EMC로 몰딩한 패키지들에서도 상이한 온도-warpage 거동이 측정되었다. Warpage analysis has been performed for top and bottom packages of thin package-on-packages processed with different epoxy molding compounds (EMCs). Warpage deviation was measured for packages molded with the same EMCs and also the warpage deviations of top and bottom substrates themselves were characterized in order to identify the major factor causing the package warpage. For the top and bottom packages processed with thin substrates, the warpage deviation of the substrates was large, which made it difficult to figure out the effect of EMC properties on the package warpage. Top packages, where the molding area of $13mm{\times}13mm$ covered the most of the substrate area ($14mm{\times}14mm$), exhibited similar warpage behavior with changing the temperature. On the other hand, bottom packages, where the molding area was only $8mm{\times}8mm$, exhibited the complex warpage behavior due to simultaneous occurrence of (+) and (-) warpages on the same package. Accordingly, the bottom packages showed dissimilar temperature-warpage behavior even being processed with the same EMCs.
공정 단계에 따른 박형 Package-on-Package 상부 패키지의 Warpage 특성 분석
박동현,정동명,오태성,Park, D.H.,Jung, D.M.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2014 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.21 No.2
박형 package-on-package의 상부 패키지에 대하여 PCB 기판, 칩본딩 및 에폭시 몰딩과 같은 공정단계 진행에 따른 warpage 특성을 분석하였다. $100{\mu}m$ 두께의 박형 PCB 기판 자체에서 $136{\sim}214{\mu}m$ 범위의 warpage가 발생하였다. 이와 같은 PCB 기판에 $40{\mu}m$ 두께의 박형 Si 칩을 die attach film을 사용하여 실장한 시편은 PCB 기판의 warpage와 유사한 $89{\sim}194{\mu}m$의 warpage를 나타내었으나, 플립칩 공정으로 Si 칩을 PCB 기판에 실장한 시편은 PCB 기판과 큰 차이를 보이는 $-199{\sim}691{\mu}m$의 warpage를 나타내었다. 에폭시 몰딩한 패키지의 경우에는 DAF 실장한 시편은 $-79{\sim}202{\mu}m$, 플립칩 실장한 시편은 $-117{\sim}159{\mu}m$의 warpage를 나타내었다. Warpage of top packages to form thin package-on-packages was measured with progress of their process steps such as PCB substrate itself, chip bonding, and epoxy molding. The $100{\mu}m$-thick PCB substrate exhibited a warpage of $136{\sim}214{\mu}m$. The specimen formed by mounting a $40{\mu}m$-thick Si chip to such a PCB using a die attach film exhibited the warpage of $89{\sim}194{\mu}m$, which was similar to that of the PCB itself. On the other hand, the specimen fabricated by flip chip bonding of a $40{\mu}m$-thick chip to such a PCB possessed the warpage of $-199{\sim}691{\mu}m$, which was significantly different from the warpage of the PCB. After epoxy molding, the specimens processed by die attach bonding and flip chip bonding exhibited warpages of $-79{\sim}202{\mu}m$ and $-117{\sim}159{\mu}m$, respectively.
박동현,오태성,Park, D.H.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2013 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.20 No.1
용해/분쇄법으로 제조한 n형 $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$ 분말에 0.5 vol% $TiO_2$ 나노분말을 분산시켜 가압소결 후, $TiO_2$ 나노분말의 분산이 $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$ 가압소결체의 열전특성에 미치는 영향을 분석하였다. $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$ 가압소결체는 $2.93{\times}10^{-3}/K$의 최대 성능지수 및 1.02의 최대 무차원 성능지수의 우수한 열전특성을 나타내었다. 0.5 vol% $TiO_2$ 나노분말의 첨가에 의해 $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$ 가압소결체의 최대 성능지수가 $2.09{\times}10^{-3}/K$로 감소하였으며, 최대 무차원 성능지수는 0.68로 저하하였다. The n-type $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$ powders, which were fabricated by melting/grinding method and dispersed with 0.5 vol% $TiO_2$ nanopowders, were hot-pressed in order to investigate the effects of $TiO_2$ dispersion on the thermoelectric properties of the hot-pressed $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$. Excellent thermoelectric properties such as a maximum figure-of-merit of $2.93{\times}10^{-3}/K$ and a maximum dimensionless figure-of-merit of 1.02 were obtained for the hot-pressed $Bi_2(Te_{0.9}Se_{0.1})_3$. With dispersion of 0.5 vol% $TiO_2$ nanopowders, the maximum figure-of-merit and the maximum dimensionless figure-of-merit decreased to $2.09{\times}10^{-3}/K$ and 0.68, respectively.
n형 $Bi_2(Te,Se)_3$ 가압소결체의 열전특성
박동현,노명래,김민영,오태성,Park, D.H.,Roh, M.R.,Kim, M.Y.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.2
n형 $Bi_2(Te,Se)_3$ 분말을 용해/분쇄법으로 제조하여 가압소결 후, 가압소결체의 열전특성을 $Bi_2(Te,Se)_3$ 잉곳과 비교하였으며, $Bi_2(Te,Se)_3$ 열전분말의 기계적 밀링처리가 가압소결체의 열전특성에 미치는 영향을 분석하였다. $Bi_2(Te,Se)_3$ 잉곳은 $24.2{\times}10^{-4}W/m-K^2$의 power factor를 나타내었으며, 이를 가압소결함으로써 power factor가 $27.3{\sim}32.3{\times}10^{-4}W/m-K^2$로 향상되었다. 기계적 밀링처리한 분말로 제조한 $Bi_2(Te,Se)_3$ 가압소결체는 $100^{\circ}C$에서 1.02의 무차원 성능지수를 나타내었으며, $130^{\circ}C$에서 외인성-내인성 천이거동을 나타내었다. The n-type $Bi_2(Te,Se)_3$ powders were fabricated by melting/grinding method and were hot-pressed in order to compare thermoelectric properties of the hot-pressed specimens with those of the $Bi_2(Te,Se)_3$ ingot. Effects of mechanical milling treatment of the $Bi_2(Te,Se)_3$ powders on thermoelectric characteristics of a hot-pressed specimen were also examined. The hot-pressed $Bi_2(Te,Se)_3$ exhibited power factors of $27.3{\sim}32.3{\times}10^{-4}W/m-K^2$ which were superior to $24.2{\times}10^{-4}W/m-K^2$ of the ingot. The $Bi_2(Te,Se)_3$, hot-pressed after mechanical milling treatment of the powders, possessed a non-dimensional figure-of-merit of 1.02 at $100^{\circ}C$ and exhibited extrinsic-intrinsic transition at $130^{\circ}C$.
이호상(H. S. Lee),배형섭(H. S. Bae),박동현(D. H. Park),이세호(S. H. Lee),박두용(D. Y. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
사출성형 공정에서 냉각 시간은 총 사이클 시간의 약 70%를 차지하기 때문에 금형의 냉각 시간 단축은 생산성을 높이기 위해 대단히 중요하다. 또한 냉각공정에서 성형품 위치에 따라 발생하는 온도편차는 냉각 시간을 지연시킬 뿐만 아니라 휨 변형을 일으키는 주요인이 된다. 본 연구에서는 CO₂ 가스를 사용하여 금형을 급속하게 냉각시킬 수 있는 CO₂ 냉각 모듈을 개발하고, 이를 사출성형 실험에 적용하였다. CO₂ 냉각 모듈은 12 개의 육각블록, 8 개의 곡면블록, 7 개의 공급파이프, 베이스블록 등으로 구성되어 있으며, 각각의 육각블록 안에 직경 0.9 mm의 노즐을 7개씩 설치하여 균일한 면상냉각이 가능하도록 하였다. 각각의 공급파이프에는 2-4 개의 육각블록 또는 곡면블록을 설치하였으며, 유동해석을 적용하여 균일한 토출유량을 구현할 수 있는 각각의 토출부 직경을 도출하였다. 또한 CO₂ 냉각모듈에 대한 구조해석을 적용하여 사출압력에 의한 변형과 응력을 분석하고 구조설계에 반영하였다. CO₂ 가스 토출위치가 금형냉각에 미치는 영향을 고찰하기 위해 핫플레이트를 제작하고, 미세한 모세관을 통해 이산화탄소를 토출하기 위한 주입 시스템을 구축하였다. 온도센서를 활용한 실험을 통해 가열판과 모세관 튜브 사이의 최적 간격을 도출하고, 금형 냉각 효과를 극대화 시킬 수 있도록 하였다. 개발한 CO₂ 냉각 모듈을 크기 300*100 mm, 두께 1.5 mm, R50 mm인 곡면 형상의 성형품 사출성형에 적용하고, 냉각 효과를 분석하였다.