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보고서 상세정보

전자패키지재료연구센터
Center for Electronic Packaging Materials

  • 사업명

    우수연구센터육성

  • 과제명

    전자패키지재료연구센터

  • 주관연구기관

    한국과학기술원
    Korea Advanced Institute of Science and Technology

  • 연구책임자

    유진

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2009-04

  • 과제시작년도

    2002

  • 주관부처

    과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000013108

  • 과제고유번호

    1350010956

  • 키워드

    반도체 패키지 기술.패키지 공정 및 설계.3-D 적층 패키지.나노 패키징 재료.semiconductor packaging technology.packaging processes and system designs.3-D stack packaging.SIP.nanopackaging materials.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    At the first stage, we performed research about materials, processes, design, and reliability for next generation packaging techn...

    At the first stage, we performed research about materials, processes, design, and reliability for next generation packaging technology. Researches on development of bumps and lead-free solders for mechanical and electrical connections between parts and process techniques to establish stable interconnections were performed. In addition, studies on materials for embedded passive-device, process techniques, and designs of multi-layer printed circuit boards and MCM boards for achieving high integration were done concurrently. Apart from the above work, mechanical, thermal, and electrical reliability evaluation techniques were independently developed for testing reliability of completed packaging. At the second stage, the focus of the research was kept on development of SIP process techniques based on packaging core technology accomplished in the first step. First of all, researches on formation of via holes in silicon-through-vias for connecting. Studies on connections between chip bumps, bump-to-bump bonding, and development of lead-free solder for SIP to realize stack packaging followed. Furthermore, not only was research on developing electrical models, measurements, and designing techniques to evaluate electrical properties of SIP conducted, but cooling devices were also developed for lowering the temperature of heat-generating elements of the devices. Successful manufacture of embedded devices for SIP is one of important achievements of this research. Lastly, studies on essential factors for manufacturing highly reliable 3-D SIP were done. We researched bonding relations between UBM and lead-free solder for inducing formation of IMCs resistant to brittle fractures resulting in enhancement of IMCs. We also developed the Cu interlocking bump structure for SIP connecting technology and were able to simplify SIP processes and lower the cost through development of filling technology to fill via holes with liquid metal. Meanwhile, materials for nanopackaging were developed. The method of manufacturing high density nanowires for nanoconnections and thermal interface/bonding materials using carbon nanotubes was the outcome of this activity.


    제 1단계에서는 차세대 패키지 기술을 위한 재료, 공정, 설계, 신뢰성에 관한 연구를
    진행하였다. 첨단 패키지에서 필수적인 부품간의 기계적, 전기적 연결을 위한 bump 및 무
    연솔더 개발에 대한 연구와 접속공정을 안정적...

    제 1단계에서는 차세대 패키지 기술을 위한 재료, 공정, 설계, 신뢰성에 관한 연구를
    진행하였다. 첨단 패키지에서 필수적인 부품간의 기계적, 전기적 연결을 위한 bump 및 무
    연솔더 개발에 대한 연구와 접속공정을 안정적으로 이룩할 수 있는 공정 요소기술 등에
    대한 연구 및 회로기판의 고집적화를 위한 내장형 수동소자 재료 및 공정기술, 다층 인쇄
    회로기판, MCM 기판재료 설계 등에 대한 연구를 진행하였다. 더욱이 이렇게 형성된 패키
    지의 신뢰성을 측정하기 위해 기계적, 열적, 전기적 신뢰성 평가 기술에 대한 연구를 진
    행하였다.
    제 2단계에서는 1단계에서 이룩한 패키지 핵심기술을 바탕으로 SIP 공정기술 개발에 중
    점을 두고 연구를 진행하였다. 우선, 칩간 연결을 위해 silicon through via에 via hole
    을 형성하고 hole내에 전도성 물질을 도금에 의해 결함 없이 채워 넣기 위한 필수요소들
    에 대한 연구를 진행하였으며, 적층 패키지를 구현하기 위해 칩 범프간의 연결, 칩과 기
    판과의 연결을 위한 bump to bump 본딩, SIP용 무연솔더 개발 등을 추진하였다. 더욱이
    SIP의 전기적 특성을 평가하기 위한 전기적 모델, 측정, 설계 기술에 대한 연구뿐만 아니
    라 고발열 소자 냉각을 위한 소자도 개발하였다. 또한, 고집적 SIP에 필수적인 내장형 소
    자를 이용한 기판제작 공정 개발도 성공하였다.
    제 3단계에서는 안정적이며 높은 신뢰성을 가지는 3D-SIP를 제작하기 위한 필수요소에
    대한 심도 깊은 연구를 진행하였다. 이를 위해 취성에 강한 계면의 금속간화합물 생성 및
    특성을 강화하기 위해 새로운 무연솔더와 하부금속층과의 연관성에 대한 연구, SIP 접속
    기술을 위한 Cu interlocking 범프구조 개발을 하였으며, via hole에 액상금속을 채워 넣
    는 filling 기술 개발을 통한 SIP공정의 간소화 및 가격을 낮출 수 있었다. 한편, 3단계
    에서는 나노기술을 패키징에 접목하기 위한 나노패키징용 재료 개발을 시행하였다. 우선
    부품간의 나노 접속기술을 위한 나노와이어를 고밀도, 수직성장 시키는 기술을 개발하였
    으며, 탄소나노튜브를 이용한 열계면 및 접합 재료를 개발하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ...1
    2. 요약문 ...2
    3. SUMMARY ...3
    4. 목차 ...4
    5. I. 연구센터 개요 ...6
    6. 1. 센터의 목표 ...6
    7. 2. 센터의 주요연혁 ...8
    8. 3. 센터의 사업개요 ...9
    9. 4. 센터의 조직 ...22
    10. 5. 센...
    1. 표지 ...1
    2. 요약문 ...2
    3. SUMMARY ...3
    4. 목차 ...4
    5. I. 연구센터 개요 ...6
    6. 1. 센터의 목표 ...6
    7. 2. 센터의 주요연혁 ...8
    8. 3. 센터의 사업개요 ...9
    9. 4. 센터의 조직 ...22
    10. 5. 센터의 인력 현황 ...25
    11. 6. 센터의 사업비 현황 ...29
    12. 7. 사업수행실적 요약(총괄) ...30
    13. II. 사업수행실적 ...33
    14. 1. 사업수행 산출성과 ...34
    15. 2. 기타 주요업적 ...80
    16. III. 사업관리 및 기반구축 ...81
    17. 1. 사업관리 ...82
    18. 2. 설치대학의 지원 실적 ...83
    19. 3. 연구시설 기반구축 ...84
    20. IV. 목표 달성도 ...92
    21. 1. 목표달성도 ...93
    22. 2. 대표연구업적 ...98
    23. 3. 센터 향후 연구계획 ...103
    24. < 부록 > ...105
    25. 1. 과제별 연구내용 ...107
    26. 2. 대표적 연구성과 ...139
    27. 3. 대표적 논문초록 사본(10편) ...141
    28. 4. 대표적 특허등록 및 출원증 사본(10건) ...152
  • 참고문헌

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