SnBi 저온솔더의 플립칩 본딩을 이용한 스마트 의류용 칩 접속공정

최정열,박동현,오태성,Choi, J.Y.,Park, D.H.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2012 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.19 No.3

A chip interconnection technology for smart fabrics was investigated by using flip-chip bonding of SnBi low-temperature solder. A fabric substrate with a Cu leadframe could be successfully fabricated with transferring a Cu leadframe from a carrier film to a fabric by hot-pressing at $130^{\circ}C$. A chip specimen with SnBi solder bumps was formed by screen printing of SnBi solder paste and was connected to the Cu leadframe of the fabric substrate by flip-chip bonding at $180^{\circ}C$ for 60 sec. The average contact resistance of the SnBi flip-chip joint of the smart fabric was measured as $9m{\Omega}$. SnBi 저온솔더의 플립칩 공정을 이용한 스마트 의류용 칩 접속공정에 대해 연구하였다. 캐리어 필름에 형성한 Cu 리드프레임을 $130^{\circ}C$에서 직물에 열압착 시킴으로써 Cu 리드프레임이 전사된 직물 기판을 형성하였다. 칩 시편에 SnBi 페이스트를 도포하여 솔더범프를 형성한 후 직물 기판의 Cu 리드프레임에 배열하고 $180^{\circ}C$에서 60초 동안 유지시켜 플립칩 본딩하였다. SnBi 저온솔더를 사용하여 형성된 스마트 의류용 플립칩 접속부의 평균 접속저항은 $9m{\Omega}$이었다.

웨어러블 패키징용 Polydimethylsiloxane (PDMS) 신축성 기판의 강성도 변화거동

최정열,박대웅,오태성,Choi, Jung-Yeol,Park, Dae-Woong,Oh, Tae Sung 한국마이크로전자및패키징학회 2014 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.21 No.4

웨어러블 패키징용 신축성 기판을 개발하기 위해 투명한 PDMS인 Sylgard 184와 검정색 PDMS인 Sylgard 170에 대해 base/curing agent 혼합비에 따른 탄성계수의 변화거동을 분석하였다. Sylgard 184와 Sylgard 170의 공칭응력-공칭변형률 곡선에서 구한 공칭탄성계수에 비해 진응력-진변형률 관계로부터 구한 진탄성계수가 2배 이상 높았으며, 진탄성계수와 공칭탄성계수의 차이는 PDMS의 강성도가 높아질수록 증가하였다. Sylgard 184에서는 base/curing agent의 혼합비가 10일 때 탄성계수의 최대값을 얻을 수 있었으며, 이때 공칭탄성계수는 1.74 MPa, 진탄성계수는 3.57 MPa이었다. Sylgard 170에서는 base/curing agent 혼합비가 2일 때 탄성계수가 최대가 되었으며, 이때 공칭탄성계수와 진탄성계수는 각기 1.51 MPa와 3.64 MPa이었다. In order to develop stretchable substrates for wearable packaging applications, the variation behavior of elastic modulus was evaluated for transparent PDMS Sylgard 184 and black PDMS Sylgard 170 as a function of the base/curing agent mixing ratio. Both for Sylgard 184 and Sylgard 170, the true elastic modulus evaluated on a true stress-true strain curve was higher more than two times compared to the engineering elastic modulus obtained from an engineering stres-sengineering strain curve, and their difference became larger with increasing the stiffness of the PDMS. Sylgard 184 exhibited a maximum engineering elastic modulus of 1.74 MPa and a maximum true elastic modulus of 3.57 MPa at the base/curing agent mixing ratio of 10. A maximum engineering elastic modulus of 1.51 MPa and a maximum true elastic modulus of 3.64 MPa were obtained for Sylgard 170 at the base/curing agent mixing ratio of 2.

가압소결온도에 따른 p형 (Bi_0.2Sb_0.8)₂Te₃ 가압소결체의 열전특성

최정열,오태성,Choi, Jung-Yeol,Oh, Tae-Sung 한국마이크로전자및패키징학회 2011 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.18 No.4

p형 $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ 분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 가압소결 후 가압소결온도에 따른 열전특성을 분석하였다. 가압소결온도를 $350^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 상온에서 측정한 Seebeck 계수가 237 ${\mu}V/K$에서 210 ${\mu}V/K$로 감소하고 전기비저항이 2.25 $m{\Omega}-cm$에서 1.34 $m{\Omega}-cm$로 감소하였으며, power factor가 $25.0{\times}10^{-4}W/m-K^2$에서 $32.9{\times}10^{-4}W/m-K^2$로 증가하였다. $350{\sim}550^{\circ}C$의 온도범위에서 가압소결한 시편들 중에서, $500^{\circ}C$에서 가압소결한 $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ 가압소결체가 상온에서 1.09 및 $75^{\circ}C$에서 1.2의 가장 높은 무차원 성능지수를 나타내었다. The p-type $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ powers were fabricated by mechanical alloying and hot-pressed at temperatures of $350{\sim}550^{\circ}C$. Themoelectric properties of the hot-pressed $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ were characterized as a function of the hot-pressing temperature. With increasing the hot-pressing temperature from $350^{\circ}C$ to $550^{\circ}C$, the Seebeck coefficient and the electrical resistivity decreased from 237 ${\mu}V/K$ to 210 ${\mu}V/K$ and 2.25 $m{\Omega}-cm$ to 1.34 $m{\Omega}-cm$, respectively. The power factor of the hot-pressed $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ became larger from $24.95{\times}10^{-4}W/m-K^2$ to $32.85{\times}10^{-4}W/m-K^2$ with increasing the hot-pressing temperature from $350^{\circ}C$ to $550^{\circ}C$. Among the specimens hot-pressed at $350{\sim}550^{\circ}C$, the $(Bi_{0.2}Sb_{0.8})_2Te_3$ hot-pressed at $500^{\circ}C$ exhibited the maximum dimensionless figure-of-merit of 1.09 at $25^{\circ}C$ and 1.2 at $75^{\circ}C$.

CNT-Ag 복합패드가 Cu/Au 범프의 플립칩 접속저항에 미치는 영향

최정열,오태성,Choi, Jung-Yeol,Oh, Tae Sung 한국마이크로전자및패키징학회 2015 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.22 No.3

이방성 전도접착제를 이용하여 Cu/Au 칩 범프를 Cu 기판 배선에 플립칩 실장한 접속부에 대해 CNT-Ag 복합패드가 접속저항에 미치는 영향을 연구하였다. CNT-Ag 복합패드가 내재된 플립칩 접속부가 CNT-Ag 복합패드가 없는 접속부에 비해 더 낮은 접속저항을 나타내었다. 각기 25 MPa, 50 MPa 및 100 MPa의 본딩압력에서 CNT-Ag 복합패드가 내재된 접속부는 $164m{\Omega}$, $141m{\Omega}$ 및 $132m{\Omega}$의 평균 접속저항을 나타내었으며, CNT-Ag 복합패드를 형성하지 않은 접속부는 $200m{\Omega}$, $150m{\Omega}$ 및 $140m{\Omega}$의 평균 접속저항을 나타내었다. We investigated the effect of CNT-Ag composite pad on the contact resistance of flip-chip joints, which were formed by flip-chip bonding of Cu/Au chip bumps to Cu substrate metallization using anisotropic conductive adhesive. Lower contact resistances were obtained for the flip-chip joints which contained the CNT-Ag composite pad than the joints without the CNT-Ag composite pad. While the flip-chip joints with the CNT-Ag composite pad exhibited average contact resistances of $164m{\Omega}$, $141m{\Omega}$, and $132m{\Omega}$ at bonding pressures of 25 MPa, 50 MPa, and 100 MPa, the flip-chip joints without the CNT-Ag composite pad had an average contact resistance of $200m{\Omega}$, $150m{\Omega}$, and $140m{\Omega}$ at each bonding pressure.

도시철도 교량상 급곡선 자갈궤도용 콘크리트침목 손상원인 분석

최정열,신태형,정지승,Choi, Jung-Youl,Shin, Tae-Hyoung,Chung, Jee-Seung 국제문화기술진흥원 2021 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.7 No.3

약 본 연구에서는 도시철도 교량상 급곡선(R=180m) 구간에 부설되어 있는 침목 하부에 방진패드가 부착된 자갈도상 궤도구조의 콘크리트침목 손상유형에 대한 원인을 검토하고, 침목중량화 및 도상자갈 개량에 따른 콘크리트침목의 손상저감 효과를 분석하였다. 이를 위해 대상 교량에 부설되어 있는 콘크리트침목의 손상(균열) 발생 유형을 조사하였으며, 종합검측차를 활용하여 획득한 궤도틀림과의 상관관계를 통해 비교·분석하였다. 또한 수치해석 프로그램을 활용하여 궤도구조별 콘크리트침목 구성품에 발생하는 응력을 검토하여 개량에 따른 콘크리트침목의 손상 저감 효과를 입증하였다. 분석결과 궤도틀림이 심한 구간에서 침목의 축방향 균열이 주로 발생하였으며, 수치해석결과 궤도구성품 및 콘크리트침목에 발생하는 응력은 4-Anchor를 사용하는 체결구조에서 하중 분산 효과에 따라 발생하는 응력 수준은 작게 나타났다. In this study, the causes of damage to the concrete sleepers in a ballast track with under sleeper pads attached to the base of the sleepers installed in the sharp curved track(R=180m) of the urban railway bridge were analyzed. The damage types of concrete sleepers were investigated, and the correlation with track irregularity was reviewed. Also, stress generated in the concrete sleeper was reviewed through structural analysis. As a result, most of the cracks of the sleepers occurred in the section with severe track irregularity. In addition, as a result of the analysis, the stress generated in the track components and the sleepers was found to be reduce in the fastening system using the 4-anchor.

코경유 눈물주머니코안연결술시 동시에 시행한 비강내 시술

최정열,염정훈,김윤덕,우경인,Jung Yeol Choi,Jung Hoon Yum,Yoon Duck Kim,Kyung In Woo 대한안과학회 2013 대한안과학회지 Vol.54 No.2

To describe the rate of surgical intervention to the intranasal structures for making a sufficient bony ostium in endonasal dacryocystorhinostomy. Methods: Video records of 52 Korean patients (66 eyes) who underwent endonasal dacryocystorhinostomy between January 2010 and December 2010 for primary nasolacrimal duct obstruction were reviewed. To locate the internal common punctum in the lateral nasal wall, a transcanalicular illumination device consisting of disposable vitrectomy light pipe was introduced horizontally through the canaliculus. The relative position of the internal common punctum to the operculum of the middle turbinate was divided into 4 types and analyzed according to the intranasal surgical procedures necessary. Results: Internal common punctum was located posterior-superior to the operculum of the middle turbinate in 37 cases (56%), anterior-superior in 16 cases (24%), posterior-inferior in 11 cases (17%) and anterior-inferior in 2 cases (3%). To expose the bony ostium, partial removal of the operculum of the middle turbinate was required in 63 cases (95%), anterior middle turbinectomy in 43 cases (65%), uncinectomy in 62 cases (94%) and opening of the agger nasi cell in 45 cases (68%). Conclusions: In a majority of patients, partial removal of the middle turbinate, uncinate process and agger nasi cell were necessary to create a sufficient bony ostium. The transcanalicular illumination device is useful to locate the lacrimal sac and can be helpful in understanding the intranasal structures which need to be removed during surgery.

Ni 캡의 전기도금 및 SnBi 솔더 Debonding을 이용한 웨이퍼 레벨 MEMS Capping 공정

최정열,이종현,문종태,오태성,Choi, J.Y.,Lee, J.H.,Moon, J.T.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2009 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.16 No.4

Si 기판의 캐비티 형성이 불필요한 웨이퍼-레벨 MEMS capping 공정을 연구하였다. 4인치 Si 웨이퍼에 Ni 캡을 전기도금으로 형성하고 Ni 캡 rim을 Si 하부기판의 Cu rim에 에폭시 본딩한 후, SnBi debonding 층을 이용하여 상부기판을 Ni 캡 구조물로부터 debonding 하였다. 진공증착법으로 형성한 SnBi debonding 층은 Bi와 Sn 사이의 심한 증기압 차이에 의해 Bi/Sn의 2층 구조로 이루어져 있었다. SnBi 증착 층을 $150^{\circ}C$에서 15초 이상 유지시에는 Sn과 Bi 사이의 상호 확산에 의해 eutectic 상과 Bi-rich $\beta$상으로 이루어진 SnBi 합금이 형성되었다. $150^{\circ}C$에서 유지시 SnBi의 용융에 의해 Si 기판과 Ni 캡 구조물 사이의 debonding이 가능하였다. We investigated the wafer-level MEMS capping process for which cavity formation in Si wafer was not required. Ni caps were formed by electrodeposition on 4" Si wafer and Ni rims of the Ni caps were bonded to the Cu rims of bottom Si wafer by using epoxy. Then, top Si wafer was debonded from the Ni cap structures by using SnBi layer of low melting temperature. As-evaporated SnBi layer was composed of double layers of Bi and Sn due to the large difference in vapor pressures of Bi and Sn. With keeping the as-evaporated SnBi layer at $150^{\circ}C$ for more than 15 sec, SnBi alloy composed of eutectic phase and Bi-rich $\beta$ phase was formed by interdiffusion of Sn and Bi. Debonding between top Si wafer and Ni cap structures was accomplished by melting of the SnBi layer at $150^{\circ}C$.

신축성 전자패키징을 위한 CNT-Ag 복합패드에서의 플립칩 공정

최정열,오태성,Choi, Jung Yeol,Oh, Tae Sung 한국마이크로전자및패키징학회 2013 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.20 No.4

As a basic research to develop stretchable electronic packaging technology, CNT-Ag composite pads were formed on top of Cu/Sn chip bumps and flip-chip bonded using anisotropic conductive adhesive. Average contact resistances of the flip-chip joints were measured with respect to bonding pressure and presence of the CNT-Ag composite pads. When Cu/Sn chip bumps with CNT-Ag composite pads were flip-chip bonded to substrate Cu pads at 25MPa or 50 MPa, contact resistance was too high to measure. The specimen processed by flip-chip bonding the Cu/Sn chip bumps with CNT-Ag composite pads to the substrate Cu pads exhibited an average contact resistance of $213m{\Omega}$. On the other hand, the flip-chip specimens processed by bonding Cu/Sn chip bumps without CNT-Ag composite pads to substrate Cu pads at 25MPa, 50MPa, and 100MPa exhibited average contact resistances of $370m{\Omega}$, $372m{\Omega}$, and $112m{\Omega}$, respectively. 신축성 전자패키징 기술개발을 위한 기초연구로서 Cu/Sn 범프에 CNT-Ag 복합패드를 형성한 칩을 이방성 전도접착제를 사용하여 플립칩 본딩한 후, CNT-Ag 복합패드의 유무 및 본딩압력에 따른 플립칩 접속부의 접속저항을 측정하였다. CNT-Ag 복합패드가 형성된 Cu/Sn 칩 범프를 25MPa과 50MPa의 본딩압력으로 플립칩 본딩한 시편들은 접속저항이 너무 높아 측정이 안되었으며, 100MPa의 본딩압력으로 플립칩 본딩한 시편은 $213m{\Omega}$의 평균 접속저항을 나타내었다. 이에 비해 CNT-Ag 복합패드가 없는 Cu/Sn 칩 범프를 사용하여 25MPa, 50 MPa 및 100 MPa의 본딩압력으로 플립칩 본딩한 시편은 각기 $1370m{\Omega}$, $372m{\Omega}$ 및 $112m{\Omega}$의 평균 접속저항을 나타내었다.

소형무인경전철 레일이음매의 적정 간격 산정 연구

최정열,김필수,정지승,Choi, Jung-Youl,Kim, Pil-Soo,Chung, Jee Seung 국제문화기술진흥원 2018 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.4 No.3

본 연구에서는 레일이음매를 배제할 수 없는 각관형 레일을 사용하는 PRT궤도구조를 대상으로 레일이음매 설치위치 및 간격을 최적화함으로써 레일이음매부의 충격 및 승차감 저하 현상을 최소화 하고자 수치해석 및 현장측정을 통해 열차주행 시 PRT 차량의 실 열차속도를 고려한 궤도 구조의 일반부 및 레일이음매부의 동적거동을 파악하여 레일이음매의 적정간격을 산정하였다. The objective of this study was to estimate the optimum spacing of rail joint for a personal rapid transit(PRT) track system, and to compare the results with the normal rail and rail joint by performing the finite element analysis(FEA) and field measurements using actual vehicles. Based on the FEA and field measurement results compared, the optimum spacing of the rail joints was calculated to be maximum of 1.20m based on the rail displacement. The vertical displacement of the normal rail was higher than that of the rail joint at a spacing of 1.0m, but it was considered that the vehicle riding performance and serviceability of track would be improved in terms of the stability of the train due to similar to rail defection between normal rail and rail joint. Also, because of the proposed rail joint spacing in this study was longer than the current rail joint spacing, the economic effect would be expected by decreasing the amount of sleepers.

Cu 범프와 Sn 범프의 접속구조를 이용한 RF 패키지용 플립칩 공정

최정열,김민영,임수겸,오태성,Choi, J.Y.,Kim, M.Y.,Lim, S.K.,Oh, T.S. 한국마이크로전자및패키징학회 2009 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.16 No.3

Cu pillar 범프를 사용한 플립칩 접속부는 솔더범프 접속부에 비해 칩과 기판사이의 거리를 감소시키지 않으면서 미세피치 접속이 가능하기 때문에, 특히 기생 캐패시턴스를 억제하기 위해 칩과 기판사이의 큰 거리가 요구되는 RF 패키지에서 유용한 칩 접속공정이다. 본 논문에서는 칩에는 Cu pillar 범프, 기판에는 Sn 범프를 전기도금하고 이들을 플립칩 본딩하여 Cu pillar 범프 접속부를 형성 한 후, Sn 전기도금 범프의 높이에 따른 Cu pillar 범프 접속부의 접속저항과 칩 전단하중을 측정하였다. 전기도금한 Sn 범프의 높이를 5 ${\mu}m$에서 30 ${\mu}m$로 증가시킴에 따라 Cu pillar 범프 접속부의 접속저항이 31.7 $m{\Omega}$에서 13.8 $m{\Omega}$로 향상되었으며, 칩 전단하중이 3.8N에서 6.8N으로 증가하였다. 반면에 접속부의 종횡비는 1.3에서 0.9로 저하하였으며, 접속부의 종횡비, 접속저항 및 칩 전단하중의 변화거동으로부터 Sn 전기도금 범프의 최적 높이는 20 ${\mu}m$로 판단되었다. Compared to the chip-bonding process utilizing solder bumps, flip chip process using Cu pillar bumps can accomplish fine-pitch interconnection without compromising stand-off height. Cu pillar bump technology is one of the most promising chip-mounting process for RF packages where large gap between a chip and a substrate is required in order to suppress the parasitic capacitance. In this study, Cu pillar bumps and Sn bumps were electroplated on a chip and a substrate, respectively, and were flip-chip bonded together. Contact resistance and chip shear force of the Cu pillar bump joints were measured with variation of the electroplated Sn-bump height. With increasing the Sn-bump height from 5 ${\mu}m$ to 30 ${\mu}m$, the contact resistance was improved from 31.7 $m{\Omega}$ to 13.8 $m{\Omega}$ and the chip shear force increased from 3.8 N to 6.8 N. On the contrary, the aspect ratio of the Cu pillar bump joint decreased from 1.3 to 0.9. Based on the variation behaviors of the contact resistance, the chip shear force, and the aspect ratio, the optimum height of the electroplated Sn bump could be thought as 20 ${\mu}m$.