공부와 생각들/전자재료 소자 87

2-15) MEMS, 공정, 패키징 기술

밀봉과 패키징, 감싸고 보호하기 MEMS는 기본적으로 움직이거나 진동하는 구조물을 기반으로 합니다. 따라서 안정적인 작동을 위해서는 구조물들이 안정적인 환경, 즉 움직임에 있어서 공기 저항 등을 최소화할 수 있어야 하며, 또한 주변의 습기나 반응성 기체들과 반응, 질량이나 모양에 변형이 있어서도 안됩니다. 따라서, 구조물들은 진공 혹은 반응을 일으키지 않는 비활성 기체(inert gas)로 채워진 공간 안에 놓여야 하는 경우가 많죠. 이에 더하여 MEMS가 센서로 이용될 경우, 센서는 측정하고자 하는 신호를 받아들여야 합니다. 신호가 생화학 물질이나 기체, 혹은 액체일 경우, 이 때는 감지부, 즉 MEMS의 구조물 부분이 밖으로 드러나야 하죠. 주변 회로부는 보호되면서. 이상과 같이 MEMS에서는 진공이..

쉬어가기) 문학의 흔적

blog.daum.net/jbkist/18?category=855171 괴테의 뜰 괴테의 뜰 여름이 가는 날 괴테의 뜰에서 베르테르를 만난다 말보다는 글 몸보다는 마음을 살던 남자 좋은 벗에게 순수하게 의지한 남자 아무도 모르게 아름답게 사랑한 남자 이 뜰에서 빌헬름 blog.daum.net blog.daum.net/jbkist/142?category=855171 호손의 거리 뉴욕을 지나 보스톤으로 보스톤에서 107번 지방도를 타고 더 북쪽으로 오르면 세일럼이 있다 바다와 햇살의 평화, 세일럼에는 그 햇살이 만든 그늘이 있다 '마녀 사냥'의 원죄가 있는 마을 나타 blog.daum.net blog.daum.net/jbkist/711?category=855171 추가 칠레의 민중시인~ 파블로 네루다 그가 ..

2-14) MEMS, 공정, 접합 기술, 여러 접합들

그 밖의 접합 방법들 접착제 적용 접합 기술들은 실로 여러가지입니다. 재료, 즉 중간 접착제만 보더라도 유리 용액이나 프릿으로부터 금속 공융 합금, 그리고 에폭시 등의 고분자로 다양하며, 이들은 각각 서로 다른 공정 조건, 온도, 압력, 분위기 가스 등에서 이루어지죠. 접합 후에도 탈 기체 현상, 정렬 오차의 발생, 내구성이나 내환경성 등에서 독자적인 특징들을 가지고 있어 공정 여건과 응용도, 사용 환경 등에 따라 면밀한 선택이 요구됩니다. 유리 프릿의 경우, 기본적으로 유리 매트릭스에 열팽창 계수를 조절하고 내구성을 올릴 수 있는 필러들을 첨가한 접착제입니다. 접합할 영역에 수~수십 마이크로의 두께로 설치한 뒤, 압력을 인가하면서 유리 프릿의 작업 온도 혹은 용융 온도까지 온도를 올려 프릿이 표면 형상..

2-13) MEMS, 공정, 접합 기술, 직접 접합

용융 접합, 녹여 붙이기 직접 접합, 사실 용융 접합이 더 정확한 표현이라고 생각합니다. 주로 실리콘 기판에 대해 이루어지므로 실리콘 용융 접합(Silicon Fusion Bonding, SFB)라고도 하죠. 공정은 간단합니다. 두 장의 실리콘 웨이퍼를 기본적인 세정 절차(RCA 세정 등)에 따라 세척 후 건조를 하고 거울면을 맞닿게 하면, 표면의 수산화이온들 간의 결합을 통하여 약한 반 데르 발스 결합이 형성되면서 두 장의 실리콘 기판이 접착됩니다. 접착력은 약하여 핀셋으로 측면 방향으로 세게 밀면 결합이 끊어지면서 밀리는 정도이죠. 초기 접착된 실리콘 기판쌍을 높은 온도에서 열처리를 하게 되면, 약 섭씨 300도~700도의 온도에서는 물 분자들이 밖으로 빠져나가면서(out diffusion) 실리콘 ..

2-12) MEMS, 공정, 접합 기술, 정전 열 접합

정전 열 접합, 전기장으로 붙이기 먼저, 정전 열 접합(electrostatic bonding)을 살펴보죠. 이는 1969년에 '발견'되었다고 표현하는데, '발견'이라 함은 체계적인 연구 과정을 통하여 개발하기보다는 무언가 실험을 하는 과정에서 다소 우연히 획득하게 된 현상을 뜻합니다. 탄소 나노 튜브에서도 전자 현미경 분석 중, 관찰된 나노 구조로서 '발견'되었다는 표현을 쓰기도 하죠. 정전 열 접합은 전기가 통하는 도체 기판과 나트륨 이온의 함량이 높은 유리 기판간에서 일어나는 현상입니다. 두 기판을 서로 포갠 상태에서 온도를 대략 섭씨 350~450도 정도로 올리면 유리 안에 있는 나트륨 이온들의 움직임이 가능해지죠. 이 상태에서 대략 400~700V 정도의 전압을 도체(반도체 혹은 실리콘)를 양극..

2-11) MEMS, 공정, 접합 기술

기판들의 접합, 서로 붙이기 웨이퍼, 혹은 기판 접합 기술은 미리 가공된 실리콘 기판이나 유리 기판 등을 서로 접합하여 물리적, 그리고 전기적으로 연결시키는 것을 말합니다. 이러한 기판 접합 기술은 두 종류로 구분이 되죠. 즉, 접합되는 기판들 사이에 아무런 접착제나 접합용 매개물이 없이 정전력이나 화학적 결합과 용융 과정을 통하여 접합이 일어나는 직접 접합(direct bonding)과 솔더나 프릿, 혹은 에폭시와 같은 접착 매개물을 이용하는 중간층을 사용하는 접합(bonding with intermediated layers)로 분류할 수 있습니다. 직접 접합에서는 정전기력으로 절연체와 (반)도체, 두 기판이 결합되는 정전 열 접합(electrostatic bonding), 혹은 양극 접합(anodic..

쉬어가기) 영화의 흔적

blog.daum.net/jbkist/681?category=855171 영화 오타루 러브레터 촬영지~ 어두워지고 안내판도 없어서 겨우 찾았네‥ 이츠키가 히로코가 보내온 편지를 읽던 곳 문은 바뀌었는데~ ㆍ ㆍ 영화/BK 좋은 영화에는 두 가지가 있다더라 시간이 가면 blog.daum.net blog.daum.net/jbkist/1287?category=855171 모노드라마 영화 라라랜드 라이트 하우스 카페~ 나는 파트너가 없네‥ㅠ ㆍ ㆍ 모노드라마/BK 객석이 비어있으면 어때 타이밍이 어긋나면 어때 내 인생 무대에서는 내가 주연 배우인데 blog.daum.net blog.daum.net/jbkist/3600?category=855171 사랑의기억 말할 수 없는 비밀 대만의 대표 로맨스 영화 동화처럼 ..

2-10) MEMS, 공정 기술, 비실리콘 가공

실리콘이 아닌 재료들의 가공 지금까지 주로, 반도체 공정에 기반을 둔 실리콘의 미세 가공을 설명하였지만, MEMS에는 더 많고 다양한 소재들이 사용되고 있습니다. 예를 들어 MEMS 구조물이나 소자의 마운팅, 밀봉이나 패키징을 위한 유리 구조물, 보다 강하고 연성이 있는 소재인 금속류, 그리고 유연성과 생체 친화성(bio-compatible)을 강조한 플라스틱 소재 등이 대표적이죠. 이러한 소재들의 가공을 위해 식각 공정 이외에도 초정밀 선반, 드릴 가공, 레이저를 가용한 가공이나 절단, 용융을 통한 용접, 전기 방전, 아크를 이용한 드릴링, 그리고 주조와 틀을 이용한 몰딩 등 공정 방법들도 실로 다양하죠. 이러한 소재들과 공정을 통하여 보다 강하고, 휨과 같은 연성, 탄성 변형이 가능하고, 혹은 더 정..

2-9) MEMS, 공정 기술, 표면 가공

표면의 미세 가공, 쌓고 깎고 다듬기 몸체 미세 가공에서 특히 실제 사용되는 센서나 회로의 면적에 비하여 칩의 크기가 지나치게 커서 공정 시간이나 생산성 측면에서 부담이 되는 요소들은 표면 미세 가공 기술로부터 해소가 됩니다. 이는 기판의 표면 위에 희생층(sacrificial layer)과 구조층(structural layer)을 번갈아 적층한 뒤, 희생층만을 선택적으로 제거하는 방식으로, 마치 어린 시절에 흙 위에 손을 펴 놓고 흙을 손등 위에 쌓아서 토닥거린 다음에 손을 빼내어서 만들어내던 두꺼비집을 연상하면 됩니다. 이 때 '두껍아 두껍아 헌집 줄께 새집 다오'란 노래를 흥얼거리곤 했죠. 희생층으로는 주로 감광성 레지스트처럼 패터닝이 용이한 고분자, 혹은 실리콘 산화막과 같이 역시 쉽게 제거가 되..

2-8) MEMS, 공정 기술, 몸체 가공

몸체의 미세 가공, 깎고 다듬기 습식 혹은 건식 식각으로 실리콘을 미세 가공하는 방식으로는 몸체 미세 가공(bulk micromachining)과 표면 미세 가공(surface micromachining)이 있습니다. 몸체 미세 가공은 실리콘 웨이퍼(기판) 자체를 가공하는 것, 표면 미세 가공은 기판 위에 증착된 박막들을 가공하는 것이죠. 몸체 미세 가공은 앞서 설명하였듯이 주로 실리콘의 습식(결정 의존성) 식각과 자동 식각 정지 방법을 통하여 이루어집니다. MEMS에서는 물론이고 반도체 칩의 적층, 고밀도 패키징 등에서도 종종 사용이 되는 방식이죠. 몸체 미세 가공을 위한 습식 식각에는 등방성 식각과 비등방성인 결정 의존성 식각이 있으며, 등방성 식각에서는 교반 정도의 강약과 유무, 결정 의존성 식각에..