| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 봄 (05/12 ~ 05/14, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 1호 |
| 발표분야 | 특별심포지엄 7. 소재혁신을 위한 디지털 전환기술 플랫폼 심포지엄-오거나이저: 현상일(KICET) |
| 제목 | 동적 열특성을 이용한 소재부품의 신뢰성 진단기술 |
| 초록 | LED, 전력반도체, IC 등의 반도체의 패키지는 세라믹, 금속, 플라스틱과 같은 다양한 소재로 구성된다. 이들 소재의 물리적, 전기적, 열적 특성 및 소재와 소재가 만나는 계면에서의 접합 특성이 온습도와 같은 주위 환경 또는 시간 경과에 따라 변하기 때문에 초기 특성을 유지하지 못하고 결국 반도체 특성을 저하시키는 요인이 되기도 한다. 이러한 반도체 패키지의 성능을 평가하기 위한 방법으로 전기적 또는 광학적 방식이 주로 사용되고 있으나 각각의 방식은 감지 능력 및 해상도의 한계 등의 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 패키지 내부에 실장된 반도체 PN 접합면에서의 온도 즉 ‘정션온도’의 시간적 변화(동적 특성)가 반도체 패키지 열전달 경로의 열특성 정보를 포함하고 있음을 이용하여, 반도체 패키지를 구성하는 소재 특성의 변화 및 소재와 소재 사이의 계면에서의 문제를 진단하는 것이 가능함을 설명하려 한다. 열 경로 상에서의 소재를 작은 단위로 나누고 이를 등가 열저항과 열용량으로 모델링하는 열구조함수 해석을 통하여 시간적, 공간적 분해능을 갖는 분석이 가능하였고, 실시간 분석을 위해 개발된 민감도 함수에 대한 설명을 LED 패키지 신뢰성 평가 사례를 통하여 설명하려 한다. 본 연구와 같은 소재부품의 열특성 및 고장 연구를 수행함에 있어 열전달과 관련된 3차원 유체역학 시뮬레이션과 동적 열특성 평가가 서로 보완적인 관계로 사용됨을 알 수 있었고, 수치 해석적 접근법이 기존의 평가법의 한계를 극복하고 최적화하는 데에 매우 유용함을 알 수 있었다. |
| 저자 | 마병진, 정태희, 최성순, 이관훈 |
| 소속 | 한국전자기술(연) |
| 키워드 | <P>반도체; LED; 신뢰성; 정션온도; 고장분석; 비파괴; 동적열특성</P> |
