TSV 필링 공정에서 평활제가 구리 비아필링에 미치는 영향 연구

정명원,김기태,구연수,이재호,Jung, Myung-Won,Kim, Ki-Tae,Koo, Yeon-Soo,Lee, Jae-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2012 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.19 No.2

TSV 비아필링 과정이 진행되는 동안 내부에 void나 seam과 같은 결함이 빈번하게 발견되고 있다. 결함 없는 구리 비아필링을 위해서는 용액 내에 가속제, 억제제, 평활제 등의 유기물 첨가제가 필요하다. 공정과정중 유기물 첨가제의 분해로 인한 부산물로부터 기인한 오염은 디바이스의 신뢰도나 용액의 수명을 감소시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 첨가제의 사용량을 줄이기 위하여 가속제와 억제제를 사용하지 않고 평활제만을 이용한 구리 비아필링에 관한 연구를 진행하였다. 세가지 종류의 첨가제(janus green B, methylene violet, diazine black)를 이용한 구리 전착에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 첨가제에 따른 전기화학적 거동을 분석한 결과 도금속도적 측면에서 차이를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 비아필링 진행 후 단면을 분석하여 각각의 평활제가 비아필링에 미치는 영향을 확인하였으며, 그 특성은 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. Defects such as voids or seams are frequently found in TSV via filling process. To achieve defect-free copper via filling, organic additives such as suppressor, accelerator and leveler were necessary in a copper plating bath. However, by-products stemming from the breakdown of these organic additives reduce the lifetime of the devices and plating solutions. In this research, the effects of levelers on copper electrodeposition were investigated without suppressor and accelerator to lower the concentration of additives. Threelevelers(janus green B, methylene violet, diazine black) were investigated to study the effects of levelers on copper deposition. Electrochemical behaviors of these levelers were different in terms of deposition rate. Filling performances were analyzed by cross sectional images and its characteristics were different with variations of levelers.

전기도금법을 이용한 퍼멀로이-실리카 복합도금

정명원,김종훈,이흥렬,이재호,Jung, Myung-Won,Kim, Jong-Hoon,Lee, Heung-Yeol,Lee, Jae-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.4

복합전기도금은 도금 중 반응성이 없는 물질을 첨가하여 도금층 내부에 함께 존재하도록 함으로써 이루어진다. 퍼멀로이는 철과 니켈의 합금을 말하는 것으로써 높은 투자율를 나타내기 때문에 산업 여러 분야에 응용된다. 복합도금을 통해 제품의 미세경도를 향상시킬 수 있으며 이는 제품의 수명과 연관된다. 하지만 실리카 나노분말 표면의 수산화기는 표면을 수분에 취약하게 만들고 이는 나노분말의 응집을 발생시켜 균일한 도금층의 형성을 어렵게 하는 요인이 된다. 본 연구에서는 실리카 나노분말의 응집을 줄이기 위하여 첨가제의 변화, 초음파 처리 시간의 변화를 살펴보았다. 초음파 처리시간의 증가시 입자의 분산효과가 좋았고 조성의 변화가 발생하였다. 첨가제에 따라 표면 형상과 공석되는 실리카 나노입자의 함량 차이가 나타났다. 염기성 도금용액에서 sodium lauryl sulfate를 사용하였을 경우 표면이 매끄럽고 공석되는 실리카 나노분말의 양도 높았다. The composite electroplating is accomplished by adding inert materials during the electroplating. Permalloy is the term for Ni-Fe alloy and it is used for industrial applications due to its high magnetic permeability. Microhardness for microdevices is enhanced after composite coating and it increases the life cycle. However, the hydroxyl group on the silica makes their surface susceptible to moisture and it causes the silica nanoparticles to be agglomerated in the aqueous solution. The agglomeration problem causes poor dispersion which eventually interrupts uniform deposition of silica nanoparticles. In this study, the dispersion of silica nanoparticles in the permalloy electroplated layer is reported with variation of additives and sonication time. Longer sonication period guaranteed better silica nanopowder dispersion and sonication period also influenced on composition of deposits. The amount of silica nanopowder codeposition and surface morphologies were influenced with variation of additives. In alkaline bath, smooth surface morphology and relatively high contents of silica nanopowder codeposition were obtained with addition of sodium lauryl sulfate.

Al6061의 엔드밀 절삭가공에서 초음파 진동이 가공 표면에 미치는 영향

정명원(Myung-Won Jung),곽태수(Tae-Soo Kwak),김명규(Myeong-Kyu Kim),김건희(Geon-Hee Kim) 한국기계가공학회 2014 한국기계가공학회지 Vol.13 No.3

This study focused on the effects of ultrasonic vibration on a machined surface of Al6061 material in the endmill cutting process. It is known that ultrasonic vibration greatly increases the efficiency of the machining process when cutting or grinding. An ultrasonic vibration table was developed for application to ultrasonic vibration endmill machining experiments.Inthisstudy,the surface roughness and actual depth of the cut measured confirm the effects of ultrasonic vibration. As a result of the experiments, the actual depth of the cut increased during endmill machining when using ultrasonic vibration. The surface roughness was improved with increases in the amplitude of the vibration and the depth of the cut.

Ultra-Precision Machining of Off-Axis Asymmetric Large-area Reflecting Mirror Using ELID Grinding Process

Myung-Won Jung(정명원),Gun-hwi Shin(신건휘),Geon-Hee Kim(김건희),Hitoshi Ohmori(오오모리 히토시),Tae-Soo Kwak(곽태수) 한국기계가공학회 2019 한국기계가공학회지 Vol.18 No.1

This study focused on the application of ELID mirror-surface grinding technology to the manufacture of off-axis asymmetric large-area reflecting mirrors made of BK7 glass. The size of the parts, such as asymmetric large-area mirrors or lens, made form-accuracy or roughness especially hard to measure after machining because of the measuring range limit of measurement devices. In this study, the ELID grinding system has been set up for mirror-surface machining experiments manufacturing off-axis asymmetric lenses. A measuring method using a reference workpiece has been suggested to measure the form-accuracy and roughness. According to the experimental results, even when using only a reference workpiece, it is confirmed that the surface roughness was 8 nmRa and form-accuracy was 80 nmRMS, with a best fit asymmetric radius when using a grinding wheel of #8,000. It is found that the accuracy of large-area parts could be estimated by the proposed process.

인바합금 도금층의 물성에 영향을 미치는 도금인자에 관한 연구

김주환,정명원,임태홍,이재호,Kim, Ju-Hwan,Jung, Myung-Won,Yim, TaiHong,Lee, Jae-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2013 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.20 No.1

전기도금법을 이용한 인바합금의 전착시도금층의물성에 외부 작동변수가 미치는 영향을 알아보기 위해 전류밀도, duty cycle, pH, 온도를 변화시켜 도금을실시 한 후 도금층의 조성 변화 등을 분석하였다. 전류밀도와 온도의 변화에 따라 도금층의 조성이 변하였지만 duty cycle, pH, 온도의 변화는 도금층의 조성변화에 거의 영향을 미치지 않는다. 하지만 duty cycle 증가 시에는도금층의 미세구조가 변화하고 경도가 감소하는 경향이 관찰되었다. The experiments were carried out in the variation of current density, pH, temperature, and duty cycle to investigate the influence of electroplating parameters on the properties of Ni-Fe invar alloys. When the current density and temperature were changed, the composition of invar alloy was varied, however, duty cycle and pH hardly affected on the composition of electrodeposited alloys. However, as the duty cycle was increased, microstructure was changed and the decrease of hardness was also observed.

PEO 처리조건에 따른 마그네슘 합금 AZ91의 표면특성변화에 관한 연구

박경진,정명원,이재호,Park, Kyeong-Jin,Jung, Myung-Won,Lee, Jae-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2010 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.17 No.3

Mg alloys have been used in automobile industry, aerospace, mobile phone and computer parts owing to low density. However, they have a restricted application because of low mechanical and poor corrosion properties. Thus, improved surface treatments are required to produce protective films. Environmental friendly Plasma Electrolytic Oxidation(PEO) was used to produce protective films on magnesium alloys. PEO process is combined electrochemical oxidation with plasma treatment in the aqueous solution. In this study, the effects of applied voltage and applied current on the surface morphologies were investigated. Also, the effects of Direct Current(DC) and Pulse Current(PC) were compared. PC and constant current control gave the dense coating on the Mg alloy. The potentiodynamic polarization tests were carried out for the analysis of corrosion properties of specimens. The surface hardness was 5 times higher than that of untreated AZ91D. 마그네슘 합금은 낮은 밀도를 가지는 장점을 이용하여 자동차, 항공, 이동전화, 컴퓨터 등에 많이 쓰이고 있으나 기계적 강도가 낮고 내부식성이 좋지 않아 사용이 제한되었다. 마그네슘 합금 표면에 내식성 산화층을 형성하기 위하여 환경 친화적인 전해 플라즈마 산화법(PEO)을 연구에 사용하였다, PEO법은 수용약 중에서 플라즈마를 발생시켜 전기화학적 산화막을 형성시키는 방법이다. 인가전압과 전휴가 산화피마에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다, 또한, 직류와 펄스전류를 사용하여 결과를 분석하였다. 펄스전류를 사용하고 정전류법을 사용한 경우에 치밀한 산화막을 얻을 수 있었다, 부식특성 분석을 위하여 양극산화분극방법을 이용하였다. 표면의 강도는 처리전의 AZ9ID에 비하여 5배 이상 증가하였다.

퍼멀로이 합금도금을 위한 나노실리카 분산방법에 관한 연구

박소연,정명원,이재호,Park, So-Yeon,Jung, Myung-Won,Lee, Jae-Ho 한국마이크로전자및패키징학회 2011 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.18 No.4

복합전기도금은 도금 중 반응성이 없는 물질을 첨가하여 도금층 내부에 함께 존재하도록 함으로써 이루어진다. 퍼멀로이는 철과 니켈의 합금을 말하는 것으로써 마모 특성과 내부식성이 우수하고 복합도금을 함으로써 도금층의 잔류응력 완화와 경도증가, 높은 투자율를 나타내기 때문에 산업 여러 분야에 응용된다. 복합도금을 통해 제품의 미세경도를 향상시킬 수 있으며 이는 제품의 수명과 연관된다. 하지만 실리카 나노분말 표면의 수산화기는 표면을 수분에 취약하게 만들고 이는 나노분말의 응집을 발생시켜 균일한 도금층의 형성을 어렵게 하는 요인이 된다. 본 연구에서는 실리카 나노분말의 zeta potential의 측정과 실리카 나노분말의 응집을 줄이기 위하여 전류밀도의 변화, 첨가제의 변화를 살펴보았다. 표면은 전류밀도 20 $mA/cm^2$에서 가장 효과적이었으며 이 때 실리카의 함량은 $50^{\circ}C$에서 9%로 확인되었다. 첨가제에 따라 표면 형상과 공석되는 실리카 나노입자의 함량 차이가 나타났다. 염기성 도금용액에서 sodium lauryl sulfate를 사용하였을 경우 표면이 매끄럽고 공석되는 실리카 나노분말의 양도 높았다. The composite electroplating is accomplished by adding inert materials during the electroplating. Permalloy is the term for Ni-Fe alloy and it is used for industrial applications due to its high magnetic permeability, surface wear resistance, corrosion protection. Microhardness for microdevices is enhanced after composite coating and it increases the life cycle. However, the hydroxyl group on the silica makes their surface susceptible to moisture and it causes the silica nanoparticles to be agglomerated in the aqueous solution. The agglomeration problem causes poor dispersion which eventually interrupts uniform deposition of silica nanoparticles. In this study, the dispersion of silica nanoparticles in the permalloy electroplated layer is reported with variation of additives and current densities. The optimum current density was 20 $mA/cm^2$ and the silica content was 9 at% at $50^{\circ}C$. The amount of silica nanopowder codeposition and surface morphologies were influenced with variation of additives. In the bath, smooth surface morphology and relatively high contents of silica nanopowder codeposition were obtained with addition of sodium lauryl sulfate.

알루미나 세라믹스 ELID연삭면의 자기연마 가공 특성

이용철(Yong-Chul Lee),정명원(Myung-Won Jung),김태규(Tae-Kyu Kim),곽태수(Tae-Soo Kwak) Korean Society for Precision Engineering 2013 한국정밀공학회지 Vol.30 No.12

초음파 진동 테이블이 질화알루미늄 세라믹의 ELID 연삭 가공에 미치는 영향

곽태수(Tea-Soo Kwak),정명원(Myung-won Jung),김건희(Geon-Hee Kim),곽인실(Ihn-Sil Kwak) Korean Society for Precision Engineering 2013 한국정밀공학회지 Vol.30 No.12

금속결합제 연삭숫돌의 방전트루잉 성능 평가

김태규(Tae-Kyu Kim),신건휘(Gun-Hwi Shin),정명원(Myung-Won Jung),곽태수(Tae-Soo Kwak) 한국기계가공학회 2016 한국기계가공학회지 Vol.15 No.3

Truing process is a very important process for recovering the shape of wheels worn by continuous grinding operation. In this study, the devices, controller, and spindle for electro-discharge truing were developed, and the electro-discharge truing method was applied to metal-bonded grinding wheels and compared with the conventional truing method. The shapes of the grinding wheels were measured by a surface profile measurement device. The protrusion of abrasives on the surface of the wheels was compared with the conventional truing method using an optic microscope measurement device. The experimental results showed that the performance of the electro-discharge truing method, in terms of the protrusion of abrasives on the surface of the wheels and the recovery of the shape of the worn wheels, was similar to that of the conventional truing method.