연구 영역

대표 연구 분야

연구실에서 최근에 진행되고 있는 관심 연구 분야

1

첨단 반도체 패키징을 위한 미세피치 접합 및 신뢰성 평가

첨단 반도체 패키징 분야에서는 고집적화와 고밀도화를 실현하기 위해 미세피치 접합 기술이 필수적입니다. 본 연구실은 Cu Pillar Bump, Flip-chip, Micro bump 등 다양한 미세피치 범프 구조를 활용하여, 반도체 칩과 기판 간의 신뢰성 높은 접합을 구현하는 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 범프 직경이 70μm 이하로 축소될 때 발생하는 금속간화합물(IMC)의 과도한 성장과 이에 따른 취성 증가, 전기적 특성 저하 문제를 해결하기 위한 다양한 계면 제어 및 확산 방지막 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 미세피치 접합부의 신뢰성 확보를 위해, 표면처리(ENIG, ENEPIG, OSP, Direct Au 등)와 계면반응 특성, 장기 신뢰성 평가, 5G 및 고주파(RF) 대응 특성 평가를 수행합니다. 다양한 표면처리 방식에 따른 접합부의 계면 미세구조와 금속간화합물 성장 거동, 그리고 이로 인한 기계적·전기적 특성 변화를 체계적으로 분석하여, 최적의 접합 조건과 소재를 도출하고 있습니다. 본 연구실의 미세피치 접합 연구는 차세대 모바일, 웨어러블, 고성능 컴퓨팅, 자동차 전장 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 고신뢰성, 고성능 반도체 패키지 구현에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 이를 통해 국내외 반도체 산업의 경쟁력 강화와 미래 패키징 기술의 선도에 기여하고 있습니다.

2

전기자동차/하이브리드용 파워모듈 패키징 및 고온 신뢰성 접합 소재 개발

전기자동차(EV) 및 하이브리드 자동차(HEV)용 파워모듈 패키징 분야는 고온, 고전력 환경에서의 안정성과 신뢰성이 매우 중요합니다. 본 연구실은 EV/HEV 파워모듈에 적용 가능한 고온 내구성 접합 소재(예: Au-Sn 고온 솔더, TLP/TLPS 접합 소재, Ag & Cu 소결 소재 등)와 저온 접합 공정 기술을 집중적으로 개발하고 있습니다. 이를 통해, 고온에서의 장기 신뢰성 확보와 동시에 저온에서의 공정 편의성을 동시에 달성하고자 합니다. 파워모듈용 접합부의 계면반응, 금속간화합물 형성, 미세구조 변화, 기계적 강도 및 열적 특성 평가 등 다양한 신뢰성 평가 기법을 적용하여, 실제 자동차 환경에서 요구되는 내구성과 성능을 검증합니다. 또한, 초음파 접합, 레이저 솔더링, 저온 소결 등 다양한 첨단 접합 공정 기술을 도입하여, 기존 솔더링 방식의 한계를 극복하고, 고효율·고방열·고신뢰성 파워모듈 패키지 구현을 목표로 하고 있습니다. 이러한 연구는 전기차 및 하이브리드 차량의 전력변환 효율 향상, 시스템 경량화, 장기 내구성 확보 등 미래 친환경 자동차 산업의 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다. 본 연구실은 국내외 자동차 및 반도체 산업체와의 산학협력을 통해, 실제 산업 현장에 적용 가능한 실용적 기술 개발과 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다.

3

레이저, 초음파, 저온 소결 등 첨단 접합 공정 및 신소재 개발

반도체 및 전자패키지의 고신뢰성·고성능화를 위해서는 기존 리플로우 솔더링을 넘어서는 첨단 접합 공정과 신소재 개발이 필수적입니다. 본 연구실은 레이저 솔더링, 초음파 접합, 저온 소결(TLPS, TLP), 나노분말/나노와이어 첨가 저온 솔더 등 다양한 첨단 접합 공정 및 신소재를 연구하고 있습니다. 레이저 솔더링은 국부 가열을 통한 열 손상 최소화, 자동화 용이성, 미세피치 대응 등에서 강점을 가지며, 초음파 접합은 금속간의 직접 접합을 통해 고강도·고신뢰성 접합을 실현할 수 있습니다. 또한, 저온 소결 및 하이브리드 솔더 페이스트(Ag, Cu, Sn-Bi+X 등)는 기존 솔더의 한계를 극복하고, 고온·고전력 환경에서의 장기 신뢰성을 확보할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 이러한 신소재의 합성, 계면반응 분석, 미세구조 및 기계적 특성 평가, 파괴 메커니즘 규명 등 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 첨단 접합 공정 및 신소재 개발 연구는 반도체 패키지의 미세화, 고집적화, 고신뢰성화 요구에 대응할 뿐만 아니라, 전기차, 5G, 차세대 모바일, 고출력 전자기기 등 다양한 산업 분야에서의 혁신적 패키징 솔루션 제공에 기여하고 있습니다.