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  1. 2012.07.03 에폭시 수지의 강인화 및 용도개발
  2. 2012.07.03 SIP (System In Package) 기술
  3. 2012.06.29 에폭시 경화공정
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에폭시 수지는 기계적, 열적, 전기적 성질이 우수하여 공업적으로 널리 사용되고 있지만 열경화성 수지 특유의 균열되기 쉬운 성질 때문에 용도를 확대하는데 제약이 있습니다. 근년에는 에폭시 수지의 강인화 및 용도개발을 위한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.


종래부터 검토되고 있는 카르복실기 말단의 부타디엔/아크릴로니트릴(CTBN) 등 엘라스토머에 의한 개질은 유리전이온도(Tg)나 탄성율이 저하되어 고가교 밀도의 매트릭스로는 그다지 효과가 없기 때문에, 최근에는 코어-쉘(core-shell)형 엘라스토머 및 다양한 열가소성 폴리머에 의한 개질이 검토되고 있습니다.


최근에는 환경문제에 적응하는 저유해성, 저발연성(低發煙性)이 요구되어 비할로겐화 및 난연계 에폭시 수지의 개발이 활발하게 진행되고 있습니다.
난연화 기술은 외장용, 전자부품용 수지 등을 중심으로 검토되고 있는 중요한 기술로서, 에폭시 수지의 난연성 향상을 위한 방법으로 근래부터 수지 중에 최소의 도입이나 삼산화안티몬 등의 안티몬계 첨가제를 혼합하는 것이 검토되었지만, 최근에는 인 원자의 도입이나 규소의 도입이 주류를 이루고 있습니다.


환경문제의 일환으로서 플라스틱의 처리, 회수 재이용은 중요한 문제이지만 열경화성 수지는 열가소성 수지에 비해 분해가 어렵습니다. 따라서 에폭시 수지에 분해성을 부여하기 위해서는 절단이 용이한 결합을 도입할 필요가 있습니다.

 

 

 

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SIP 패키지 개념과 Sharp의 3-D SIP 예

 

디지털 네트워크 정보시대의 도래에 따라 멀티미디어 제품, 디지털 가전, 개인용 디지털 기기 등의 제품이 급속히 성장하고 있습니다. SIP 기술은 MCM 기술의 연장으로서 RF 무선통신, Buletooth 모듈, 고성능 PC 카드, 이동용 비디오 전화용 카메라 모듈, 휴대폰, PDA 등과 같은 통신제품에 있어서 없어서는 안 될 핵심 패키징 기술입니다. 이같은 제품들은 매우 작은 크기, 전기적 고성능, 고기능, 저가 등의 특성을 요구하는데, 매우 작고, 특별한 기능을 갖는 SIP 패키지 부품은 이러한 수요자의 요구를 충족시키고 있습니다. SIP를 사용하면 최종 제품을 쉽게 설계할 수 있으며, 조립 또한 용이하여집니다. 결과적으로 SIP는 신뢰성과 가격 경쟁력을 통해 전체 시스템 가격을 낮출 수 있는 패키지 방법이라 할 수 있습니다.
SIP 기술은 하나 이상의 와이어 접속 또는 플립칩 접속된 소수의 반도체와 수동소자 등으로 구성되며, 특정한 기능을 갖는 블록 또는 모듈의 기능을 갖습니다. 또한 SIP는 일정한 규격화된 패키지 형태로, 예를 들면 BGA 패키지 등과 같이, 제작됩니다. SIP 기술은 단일형 패키지에 비해 다음과 같은 장점을 갖습니다.
- 반도체 소자를 가까이 패키지 함으로써 전기적 성능 향상
- 패키지 단계를 줄임으로써 저가 구현
- 시스템 보드 복잡성과 층 수를 감소
- 시스템 보드의 변화 없이 새로운 제품 개발기간 단축
- 설계의 유연성 및 재설계 용이
- 여러 시스템에 삽입함으로서 다양성


SIP 기술은 궁극적으로 모든 기능을 하나의 반도체 칩에 구현하는 SOC (System-On-Chip) 기술을 구현하는 중간 단계라고 할 수 있습니다. 비록 SOC 기술이 최소의 크기, 무게, 전력 소비 등 휴대용 개인 전자/통신제품이 요구하는 모든 특성을 갖고 있지만 현재 SIP 기술은 SOC 기술에 비해 다음과 같은 비교적 장점을 갖고 있음으로 그 활용이 크게 기대되고 있습니다.
- 짧은 제품 개발시간
- 시스템 설계의 설계시간 단축
- 개발위험 축소
- 전반적으로 저렴한 가격
- 다양한 반도체 소자 (Si, GaAs, SiGe, SOI, MEMS, 광소자 등) 집적 가능
- SIP 기판에 내장형 수동소자 기술 활용 용이


SIP 기술은 다음과 같은 제품에서 광범위하게 사용되고 있습니다.
- RF와 무선소자 (power amplifiers, GPS 모듈, cellular, Bluetooth 모듈)
- 네크워킹 및 컴퓨팅 (인터넷 backbone, 고성능 컴퓨터)
- 이미지 센서와 플레시 메모리와 같은 메모리 소자 활용


디지털 네트워크 정보시대의 도래에 따라 멀티미디어 제품, 디지털 가전, 개인용 디지털 기기 등의 제품이 급속히 성장하고 있습니다. SIP 기술은 MCM 기술의 연장으로서 RF 무선통신, Buletooth 모듈, 고성능 PC 카드, 이동용 비디오 전화용 카메라 모듈, 휴대폰, PDA 등과 같은 통신제품에 있어서 없어서는 안될 핵심 패키징 기술입니다. 이같은 제품들은 매우 작은 크기, 전기적 고성능, 고기능, 저가 등의 특성을 요구하는데, 매우 작고, 특별한 기능을 갖는 SIP 패키지 부품은 이러한 수요자의 요구를 충족시키고 있습니다. SIP를 사용하면 최종 제품을 쉽게 설계할 수 있으며, 조립 또한 용이해진다. 결과적으로 SIP는 신뢰성과 가격 경쟁력을 통해 전체 시스템 가격을 낮출 수 있는 패키지 방법이라 할 수 있습니다.
SIP 기술은 하나 이상의 와이어 접속 또는 플립칩 접속된 소수의 반도체와 수동소자 등으로 구성되며, 특정한 기능을 갖는 블록 또는 모듈의 기능을 갖습니다. 또한 SIP는 일정한 규격화된 패키지 형태로, 예를 들면 BGA 패키지 등과 같이, 제작됩니다. SIP 기술은 단일형 패키지에 비해 다음과 같은 장점을 갖습니다.
- 반도체 소자를 가까이 패키지 함으로써 전기적 성능 향상
- 패키지 단계를 줄임으로써 저가 구현
- 시스템 보드 복잡성과 층 수를 감소
- 시스템 보드의 변화 없이 새로운 제품 개발기간 단축
- 설계의 유연성 및 재설계 용이
- 여러 시스템에 삽입함으로서 다양성


SIP 기술은 궁극적으로 모든 기능을 하나의 반도체 칩에 구현하는 SOC (System-On-Chip) 기술을 구현하는 중간 단계라고 할 수 있습니다. 비록 SOC 기술이 최소의 크기, 무게, 전력 소비 등 휴대용 개인 전자/통신제품이 요구하는 모든 특성을 갖고 있지만 현재 SIP 기술은 SOC 기술에 비해 다음과 같은 비교적 장점을 갖고 있음으로 그 활용이 크게 기대되고 있습니다.
- 짧은 제품 개발시간
- 시스템 설계의 설계시간 단축
- 개발위험 축소
- 전반적으로 저렴한 가격
- 다양한 반도체 소자 (Si, GaAs, SiGe, SOI, MEMS, 광소자 등) 집적 가능
- SIP 기판에 내장형 수동소자 기술 활용 용이


SIP 기술은 다음과 같은 제품에서 광범위하게 사용되고 있습니다.
- RF와 무선소자 (power amplifiers, GPS 모듈, cellular, Bluetooth 모듈)
- 네크워킹 및 컴퓨팅 (인터넷 backbone, 고성능 컴퓨터)
- 이미지 센서와 플레시 메모리와 같은 메모리 소자 활용

 

 

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반응성 고분자 재료인 에폭시 시스템은 우수한 전기적, 열적, 그리고 기계적인 특성을 가지고 있기 때문에 초고압 케이블용 접속함 부품 제조에 많이 사용됩니다. 에폭시 제품은 레진, 경화제 그리고 충진재 등을 섞어서 금형 등의 틀에 집어 넣고 열을 가하여 경화시키고 이를 냉각 시키는 일련의 제조과정을 통하여 만들어집니다. 이러한 제조과정 중에 온도변화 및 내부에 삽입된 금속재료와의 재질 차이에 의해 잔류응력이 발생합니다. 이렇게 제조과정에서 발생하는 잔류응력은 사용중에 발생하는 열응력과 함께 작용하여 제품의 기능 저하를 일으킬 수도 있습니다. 따라서 이러한 잔류응력의 예측에 대한 연구가 필요합니다. 에폭시 제품의 제조과정에서 발생하는 잔류응력은 크게 경화과정 중에 발생하는것과 냉각과정중에 발생하는것으로 나뉘어진다고 알려져 있습니다.

 

실험을 통한 잔류응력의 예측은 시편을 통해 측정한 사례는 있으나 실제 제품에 대한 측정은 어렵고 비용도 많이 듭니다. 이러한 이유로 수치해석을 통한 에폭시 부품 제조과정중에 발생하는 잔류응력의 예측에 대한 필요성이 제기 되고 있습니다.

 

 

 

 

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