[논문]갈륨 및 갈륨 합금을 이용한 저온접합 기술 동향

홍태영; 심호률; 손윤철

doi:10.6117/kmeps.2022.29.2.011

갈륨 및 갈륨 합금을 이용한 저온접합 기술 동향
Trends of Low-temperature Bonding Technologies using Gallium and Gallium Alloys 원문보기

마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.29 no.2, 2022년, pp.11 - 18

홍태영 (조선대학교 용접.접합과학공학과) , 심호률 (조선대학교 용접.접합과학공학과) , 손윤철 (조선대학교 용접.접합과학공학과)

초록
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최근 세계적으로 유연 전자소자 관련 기술들이 주목을 받으면서 유연소자 제작 과정에서의 성형성 및 굽힘 상태에서의 성능과 내구성 등의 문제점을 개선하기 위하여 액체 금속을 사용한 배선·접합 기술들의 개발이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 독성이 없으면서 낮은 점도와 우수한 전기전도도를 가지는 갈륨 및 갈륨계 합금 (공정 갈륨-인듐 및 공정 갈륨-인듐-주석 등)의 액체금속을 저온 접합소재로 이용하려는 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 갈륨 및 갈륨계 합금을 이용한 저온접합 기술의 최신 연구동향을 정리하여 소개하고자 한다. 이러한 기술들은 향후 유연 전자소자의 제조 및 전자패키지에서의 저온접합 등의 분야에서 실용화를 위한 중요한 기반기술이 될 것으로 예상된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, as flexible electronic device-related technologies have received worldwide attention, the development of wiring and bonding technologies using liquid metals is required in order to improve problems such as formability in the manufacturing process of flexible devices and performance and durability in the bending state. In response to these needs, various studies are being conducted to use gallium and gallium-based alloys (eutectic Ga-In and eutectic Ga-In-Sn, etc.) liquid metals, with low viscosity and excellent electrical conductivity without toxicity, as low-temperature bonding materials. In this paper, the latest research trends of low-temperature bonding technology using gallium and gallium-based alloys are summarized and introduced. These technologies are expected to become important base technologies for practical use in the fields of manufacturing flexible electronic devices and low-temperature bonding in microelectronic packages in the future.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Comparison of physical properties of gallium and gallium-based alloys.^1-4,10)
그림 Fig. 1. Cu/Ga couples reacted at (a) 200°C for 48 h, (b) 220°C for 24 h, (c) 240°C for 24 h, (d) 280°C for 12 h, and (e) 300°C for 24 h.¹⁸⁾
그림 Fig. 3. Schematic diagram of IMC formation and growth during the reaction between liquid Ga and solid Ni (not to scale).²¹⁾
그림 Fig. 2. Natural logarithm of IMC thickness, ln(d), versus natural logarithm of reaction time, ln(t), for Cu/Ga couples reacted at 160°C~300°C.¹⁸⁾
그림 Fig. 4. Comparative schematic model of the possible fluxes due to interdiffusion for Cu/Sn and Pd/Ga structures and the time expoenents determined from log d - log t plots.²²⁾
그림 Fig. 6. SEM images of bulk samples of pure coating materials: (a) titanium, (b) nickel, (c) chromium, and (d) tungsten, after heat treatment at 773 K for 24 h in a vacuum oven in direct contact with the solder.²⁵⁾
그림 Fig. 5. (a)-(c) Overall appearances and (d)-(f) interfacial microstructures of the reaction products after Ga/Au reactions at 150°C.²⁴⁾
표 Table 2. EDX analysis results of the phases in Fig. 6.²⁵⁾
그림 Fig. 7. Top view, cross section backscattered electron (BSE) images of IMCs on (a) Cu-2Ni; (b) Cu-6Ni; (c) Cu-10Ni and (d) Cu-14Ni substrates after being in contact with Ga at 30°C for 20 hr, and (e) Thickness of the interfacial IMCs as a function of aging time: log d–log t.²⁶⁾
그림 Fig. 8. SEM (above) back-scattered image and EDX elemental mapping (below) of Cu/E-GaSn/Cu substrate sandwich couple (cross section) reacted for 7 days at (a) room temperature and (b) 100°C.²⁹⁾

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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