๋จ์๋ฏผ
(Sangmin Nam)
1iD
์ฅ์ฑ์ฑ
(Sung-Uk Zhang)
โ iD
-
(Dept. of Mechanical Engineering, Dong-Eui University, Korea
)
Copyright ยฉ The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection
Key words
TO-251, TO-252, Void, Wire diatmeter, Sintered Ag, Die-attach, Thermal resistance
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ๋ค์ด ์ ๊ธฐ์ฐจ ์์ฅ์ด ๋น ๋ฅด๊ฒ ์ฑ์ฅํ๊ณ ์๋ค. 2010๋
๋ถํฐ ๊พธ์คํ ์ฑ์ฅ์ ์ด์ด๊ฐ๊ณ ์๋ ์ ๊ธฐ์ฐจ๋ 2021๋
ํ์ฌ ์๋์ฐจ ์์ฅ ์ ์ฒด์์ ์ฝ 9%์
์ ์ ์จ์ ์ฐจ์งํ๊ณ ์๋ค[1]. ์ ๊ธฐ์ฐจ ์์ฅ์ ๊ท๋ชจ๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ, ์ ๊ธฐ์ฐจ์ ์ ๋ ฅ์ ํจ์จ์ ์ผ๋ก ์ ์ดํ๊ณ ๊ด๋ฆฌํ๊ธฐ ์ํ ์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด์ ์์ฅ ๋ํ ์ฑ์ฅํ๊ณ ์๋ค. 2025๋
์๋ 2019๋
๊ณผ
๋น๊ตํ์ฌ ์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด ํจํค์ง ์์ฅ์ด 10.7% ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ผ๋ก ์์ํ๋ค[2]. ์ด์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด ํจํค์ง ์์ฅ์ ์ฑ์ฅ๊ณผ ํจ๊ป, ์ ๊ธฐ์ฐจ ์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด ํจํค์ง์ ์ ๋ขฐ์ฑ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋งค์ฐ ์ค์ํ๊ฒ ์ธ์๋๊ณ ์๋ค.
์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด ํจํค์ง์ ์ ์กฐ ๊ณต์ ์ ๋ค์ํ ๋จ๊ณ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง๋๋ฐ, ์ด ์ค ์ผ๋ถ๋ก๋ Wafer saw, Bonding, Molding, Die-attach
๊ณต์ ๋ฑ์ด ํฌํจ๋๋ค. Wafer saw๋ Chip์ ๋ถ๋ฆฌํ๋ ๋จ๊ณ์ธ๋ฐ, ์ด ๊ณผ์ ์์ Chip์ด ์์๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ค[3]. Bonding ๊ณต์ ์ Wire bonding (WB), Tape automated bonding (TAB), Flip chip bonding (FCB)์ผ๋ก
๋๋๋ฉฐ, ์ ์ฐฉ ๋ฉด์ ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณํ๊ฐ ์์ด ์ ๋ขฐ์ฑ์ด ์ค์ํ๋ค[4]. Molding ๊ณต์ ์ ์์ถ์ฑํ ๊ณผ์ ์ผ๋ก ๊ฒฐํจ์ด ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค[5]. Die-attach ๊ณต์ ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ฌ๋ฃ์ ๋ฐ๋ผ ๋ค๋ฅด๋ฉฐ, Ag sinter pastes๋ Sintering ๊ธฐ๋ฒ, Ag epoxy pastes๋
Curing ๊ธฐ๋ฒ, Solder pastes๋ Reflow ๊ธฐ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค[6]. Sintering ๊ณต์ ์์๋ Paste ๋ด์ ์๋ฅ ์ ๊ธฐ๋ฌผ๋ก ์ธํด Void๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ ์๋ค[7]. ๋ํ, Reflow ๊ณต์ ์์๋ Solder์ Out-gassing์ผ๋ก ์ธํด Void๊ฐ ํ์ฑ๋ ์ ์๋ค[8]. ์ด๋ฌํ ๋ค์ํ ์์ธ์ผ๋ก Void๋ ๊ณต์ ์ค์ ๋ฐ์ํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, Void๋ ์ฌ์ฉ ์ค์ ์ ๋ ฅ ๋ฐ ์ด๋ก ์ธํ Stress๋ฅผ ํตํด ์๊ฐ์ด ์ง๋จ์ ๋ฐ๋ผ
์ฆ๊ฐํ ์ ์๋ค[9]. ๋ํ, Void๋ Heat flow๋ฅผ ๋ฐฉํดํ๊ณ ๋๋ฐ์ด์ค ์จ๋ ์์น์ ์ ๋ฐํ ์ ์๋ค[10].
์ด์ ๊ด๋ จ๋ ์ฐ๊ตฌ์์๋ Void์ ํํ์ ์์น์ ๋ฐ๋ผ ์ด ์ ํญ ๋ฐ Chip ์จ๋ ์์น์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ด๋ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์๋ค[11]. Random void์ Center ๋๋ Corner void์ Rth-JC์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ Center ๋๋ Corner void์ ์ํฅ์ด ๋
์ค์ํ๋ฉฐ, Corner void๊ฐ ๋ ์ํํ๋ค๋ ๊ฒ์ ๋ฐํ๋๋ค[12]. ๋ํ, Void ๋น์จ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ์ด ์ ํญ์ด ์ฆ๊ฐํ์ง๋ง 20%๊น์ง์ Random void ํจํด๊ณผ ์ฐ์๋ Void ํจํด์ ์ด ์ ํญ ์ฆ๊ฐ์จ์ด ๋ฎ๊ณ ํฐ
์ฐจ์ด๊ฐ ์๋ค[13].
์ด์ ๊ด๋ จํ์ฌ Void์ ํํ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ์กฐ์ฌํ๊ณ ํด์ํ๋ ๋ค์ํ ๋ฐฉ๋ฒ๋ค์ด ํ์ฉ๋๊ณ ์๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, Chen, Liu ๋ฑ์ ํต๊ณ์ ์ธ ์ ๊ทผ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก
Mesh๋ฅผ ์ ์ํ์ฌ ํด์์ ์งํํ๋ค[12]. ๋ํ, M.A.Dudek ๋ฑ์ X-์ ๋จ์ธต ์ดฌ์์ ํตํ Void ๋ถ์ํ๊ณ 3Dํ๋ฅผ ํ์ธํ๋ค[14]. Zhou Bin ๋ฑ์ Global model๊ณผ Sub model์ ํ์ฉํ FEA ๋ฐฉ๋ฒ์ ํตํด ์๋ ฅ ๋ฐ ๋ณํ๋ฅ ์ ๊ณ์ฐํ๋ค[15]. ๊ทธ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ, Void์ ๊ด๋ จ๋ ๋ค์ํ ์ฐ๊ตฌ๋ค์ด ์งํ ์ค์ด๋ค.
๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ์ ํ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ฌ๋ฆฌ TO-251๊ณผ TO-252๋ผ๋ ๋ ๊ฐ์ง ํจํค์ง ๋ชจ๋ธ์ ์ฑํํ์ฌ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์๋ค. "TO"๋ Transistor Outline์
์ฝ์ด๋ก, ์ด๋ ํธ๋์ง์คํฐ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ํจํค์ง๋ฅผ ๊ฐ๋ฆฌํจ๋ค. TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง๋ ์ค๊ฐ ์ ๋์ ์ ๋ ฅ์ ๋ค๋ฃจ๋ ํธ๋์ง์คํฐ์ ์ฌ์ฉ๋๋ค. ์ค๊ฐ
์ ๋์ ์ ๋ ฅ์ ๋ช ์ํธ์์ ์์ญ ์ํธ ์ฌ์ด๋ฅผ ๋งํ๋ค. ์ ํ ์ฐ๊ตฌ๋ค์์๋ Die-attach ๋ถ๋ถ์ Void์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด์ ๋ฐ ์ด ์ ํญ์ ์ฃผ๋ก ๋ถ์ํ์ผ๋,
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ๋ ฅ๋ฐ๋์ฒด ํจํค์ง ๋ด Die-attach์ ๋ฐ์ํ Void๋ฅผ ํตํด ์ต๋ ์ ์
์จ๋ (Tj), ์ ๋ ฅ์์ค(Power dissipation),
๋ฐ ์ด ์ ํญ(Rth)์ ๋ณํ๋ฅผ ํ์ธํ๊ณ ์ ํ๋ค. ์ด๋ฅผ ์ํด, TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง ๋ชจ๋ธ์ ๋ํ 3D CAD ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ณ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์ ์ํํ์๋ค.
๋๋ถ์ด, Die-attach void๋ก ์ธํด ์ต๋ ์ ์
์จ๋์์ Wire ์ง๋ฆ์ ๋ณํํ๋ฉด์ ๋ฐ์ํ๋ Chip์ ์ต๋ Tj, ์ ๋ ฅ์์ค, ๋ฐ ์ด ์ ํญ
๋ณํ์ ๊ดํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์งํํ์๋ค. TO-251๊ณผ TO-252 ๋ ํจํค์ง์ Die-attach ๊ณต์ ์ผ๋ก๋ Sintered Ag๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ๋ชฉ์ ์ ๋ ํจํค์ง ๋ชจ๋ธ ๊ฐ์ ๋น๊ต ๋ถ์์ ํตํด ํจํค์ง ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด ์ฑ๋ฅ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ํ์
ํ๊ณ ์ ํ๋ค. ๋ํ, 3D ๋ชจ๋ธ๋ง๊ณผ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
์
ํ์ฉํ์ฌ ์ ๋ํ๋ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ์์งํ๊ณ ๋ถ์ํจ์ผ๋ก์จ, ์ด๋ฌํ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋ ํจํค์ง์ ์ด ์ฑ๋ฅ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํจ๊ณผ์ ์ผ๋ก ํ์
ํ ์ ์์์ ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ์ฐ๊ตฌ ๋ฐฉ๋ฒ
2.1 TO-251, TO-252 ํจํค์ง ๋ชจ๋ธ๋ง ๋ฐ ์ฌ๋ฃ ๋ฌผ์ฑ
TO-251์ TO-252 ํจํค์ง๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ์๋ค. ๋ชจ๋ธ๋ง์ ANSYS workbench 2020์ผ๋ก ์งํํ๋ค (์ตํฉ๋ถํ์์ฌ ํต์ฌ์ฐ๊ตฌ์ง์์ผํฐ ์ฅ๋น์ธ
ANSYS Workbench 2020 R2). ๊ทธ๋ฆผ 1์ TO-251์ TO-252์ ๋ชจ๋ธ๋ง์ ๋ํ๋๋ค. TO-251๊ณผ TO-252์ ์ ์ฉํ ์ฌ๋ฃ๋ ๋ค์ ํ 1์์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ์ฌ๋ฃ๋ Epoxy molding compound (EMC), Leadframe (Copper), Die attach (Ag
nano paste), Wire (Aluminum), Void (Air)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 1. TO-251(์ข์ธก)๊ณผ TO-252(์ฐ์ธก) ๋ชจ๋ธ๋ง
Fig. 1. TO-251(Left) and TO-252(Right) modeling
ํ 1 TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง ์ฌ๋ฃ ๋ฌผ์ฑ
Table 1 TO-251, TO-252 Package material properties
Material
|
Electric resistivity[ohm-m]
|
Thermal conductivity[W/mยทโ]
|
EMC(EMC)
|
1ร1013
|
3
|
Lead-frame(Cu)
|
1.71ร10-8
|
401
|
Die attach(Ag nano paste)
|
1.6ร10-8
|
240
|
Wire(Al)
|
2.6548ร10-8
|
317
|
Void(Air)
|
6ร1013
|
0.0263
|
๊ทธ๋ฆผ 2. ๋ค์ด์ดํ์น ๋ฉ์ฌ 4x4x3
Fig. 2. Die-attach mesh 4x4x3
2.2 Die-attach void ๋ชจ๋ธ๋ง
Die-attach์์ void๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด, ์ด๊ณผ ์ ๋ ฅ์ ์ํด stress๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉฐ, ์ด๋ chip์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น ์ ์๋ค. Void์ ํ์์ ๋ชจ๋ธ๋งํ๊ธฐ
์ํด ์ง์ก๋ฉด์ฒด ํํ์ Die-attach๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์ด ์ง์ก๋ฉด์ฒด Void ๋ฐฉ๋ฒ์ Chen, Liu ๋ฑ [12]์์ ์ฌ์ฉํ ๋จ์ ์
๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ Void Grid๋ฅผ ๋ชจ๋ธ์ ๋์
ํ๋ค. Die-attach๋ ๊ฐ๋ก x ์ธ๋ก x ๋์ด(4x4x3)๋ก ์ด 48๊ฐ๋ก ๋๋์๋ค.
Die-attach๋ฅผ ๋๋ ํํ๋ Fig.2์ ๋ํ๋๋ค. Fig.2์ Mesh ๋ชจ๋ธ์ TO-251์ด๊ณ ๊ฐ๋ก, ์ธ๋ก, ๋์ด ๊ธธ์ด๋ 0.746mm, 0.6655mm,
0.01mm์ด๋ค. ์ด ๋ถํ ๋ Die-attach๋ฅผ Void๋ก ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํด ํ๋์ ์
์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก 4๊ฐ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ฌ์ฉํ๋ค. Void์ ํํ๋
ํฌ๊ฒ ๋ ๊ฐ์ง๋ก ๋๋์๋ค. ์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ ํ๋๋ก ํฉ์ณ์ง ํฐ Void ํ๋, ๋ ๋ฒ์งธ๋ ๋ชจ์๋ฆฌ ์ชฝ ๋ถ๋ถ์ ๊ฐ๊ฐ 4๊ฐ์ Void๋ฅผ ๋ง๋ค์๋ค. ์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ
๊ฐ๊ฐ Center, Corner๋ผ๊ณ ์ง์ ํ๊ณ ๊ทธ๋ฆผ 5์ ๊ทธ๋ฆผ 6์ ํํํ๋ค. ์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ก Center๋ฅผ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํด 6๋ฒ, 7๋ฒ, 10๋ฒ, 1๋ฒ ์ด 4๊ฐ์ Void๋ฅผ ์์ฑํ๋ค. ๋ ๋ฒ์งธ๋ก Corner๋ฅผ ๋ง๋ค๊ธฐ ์ํด
1๋ฒ, 4๋ฒ, 13๋ฒ, 16๋ฒ์ ๋ง๋ค์๋ค. Source wire๊ณผ Gate wire ๋ถ๋ถ์ ์๋ Void๋ ๋ณด๊ธฐ ์ํด ๊ฐ์ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก 4๊ฐ์ Void๋ฅผ
๋ง๋ค์๋ค. ๋จผ์ ๊ทธ๋ฆผ 5๋ฅผ ๋ณด๋ฉด TO-251์ ๊ฒฝ์ฐ Source wire์ ๋ฟ๋ Die-attach ์ค 7๋ฒ, 8๋ฒ, 11๋ฒ, 12๋ฒ์ Void๋ก ํ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ V1์ด๋ผ๊ณ
์ง์ ํ์๋ค. Gate wire๋ 5๋ฒ, 6๋ฒ, 9๋ฒ, 10๋ฒ์ Void๊ฐ ์์นํ๋๋ก ํ์๋ค. ์ด๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ V2๋ผ๊ณ ์ง์ ํ์๋ค. ๋ค์ ๊ทธ๋ฆผ 6์ TO-252์ V1์ 11๋ฒ, 12๋ฒ, 15๋ฒ, 16๋ฒ์ ์์ฑํ๋ค. V2๋ 1๋ฒ, 2๋ฒ, 5๋ฒ, 6๋ฒ์ Void๊ฐ ์์นํ๋๋ก ํ์๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก Void๋
Chip์ด ๋ฟ๋ ์ ์ผ ์๋จ๋ถ์๋ง ์ค์ํ์๋ค. ์ด๋ Otiaba, K. C ๋ฑ [11]์์ Die๋ ๊ทผ์ ํ Void์ผ์๋ก ์ด ์ ํญ๊ณผ Chip ์จ๋๊ฐ ์ฌ๋ผ๊ฐ๋ค๋ ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ฐธ๊ณ ํ์ฌ Die-attach ์๋จ๋ถ์๋ง Void๋ฅผ ๋ง๋ค๊ณ ์งํํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 3. TO-251 ์์ค ์์ด์ด์ ๊ฒ์ดํธ ์์ด์ด ๋ค์ด ์ดํ์น ๋ชจ๋ธ๋ง
Fig. 3. Modeling for TO-251 Source wire, Gate wire & Die-attach
๊ทธ๋ฆผ 4. TO-252 ์์ค ์์ด์ด์ ๊ฒ์ดํธ ์์ด์ด ๋ค์ด ์ดํ์น ๋ชจ๋ธ๋ง
Fig. 4. Modeling for TO-252 Source wire, Gate wire & Die-attach
๊ทธ๋ฆผ 5. TO-251 void ๊ฒฝ์ฐ
Fig. 5. TO-251 void case
2.3 Wire ์ง๋ฆ ๋ณํ ๋ชจ๋ธ๋ง
Wire ์ง๋ฆ์ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ Void์์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด Wire์ ์ง๋ฆ์ 3%, 7%, 10%๋ก ๋ณ๊ฒฝํ๋ฉด์ ๋ณํ๋ฅผ ๊ด์ฐฐํ๋ค. ์ด ์คํ์์๋
Void๋ฅผ Source wire ๋ถ๋ถ์ ์์ฑํ์ฌ ์งํํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ทธ๋ฆผ 5์ ๊ทธ๋ฆผ 6์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๋์ผํ๋ค. TO-251๊ณผ TO-252์ Wire ์ง๋ฆ ๋ณํ๊ฐ ์์ ๋์ Wire์ ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ชจ๋ธ๋ง ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ทธ๋ฆผ 7๊ณผ ๊ทธ๋ฆผ 8์ ํํํ๋ค. TO-251์ ๊ฒฝ์ฐ, Wire ์ง๋ฆ์ด ๋ณํ๊ฐ ์์ ๋ Source wire์ ์ง๋ฆ์ 8.5mil์ด๋ฉฐ, Gate wire์ ์ง๋ฆ์ 5.5mil์ด๋ค.
TO-252์ ๊ฒฝ์ฐ๋ Wire ์ง๋ฆ ๋ณํ๊ฐ ์์ ๋ Source์ ์ง๋ฆ์ 11 mil์ด๊ณ , Gate wire์ ์ง๋ฆ์ 5.5mil์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 6. TO-252 void ๊ฒฝ์ฐ
Fig. 6. TO-252 void case
๊ทธ๋ฆผ 7. TO-251 ์์ด์ด ์ง๋ฆ 10% ๋ณํ
Fig. 7. TO-251 Wire diameter change 10%
๊ทธ๋ฆผ 8. TO-252 ์์ด์ด ์ง๋ฆ 10% ๋ณํ
Fig. 8. TO-252 Wire diameter change 10%
2.4 ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด
TO-251๊ณผ TO-252์ ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด์ ์จ๋๋ฅผ 25โ๋ก ์ค์ ํ๊ณ , 25โ์ ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์์ฐ ๋๋ฅ ์กฐ๊ฑด์ ๊ฐ์ ํ์๋ค. ๋๋ฅ ๊ณ์๋ 5x10-6 W/mm2ยทโ๋ก ์ค์ ํ์๊ณ , ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด์ ๊ทธ๋ฆผ 9์ ํํํ๋ค. ๋ํ, TO-251๊ณผ TO-252์ ์๋ Source, Current, Gate ๊ฐ์ ์
๋ ฅํ์๋ค. Source์ Gate์ ๊ฐ๊ฐ 0mV,
-10mV๋ฅผ ์ธ๊ฐํ์๋ค. Constant current source๋ก ๊ฐ์ ํ์๊ณ Drain current๋ฅผ TO-251์๋ โ7.8mA, TO-252์๋
โ6.5mA๋ก ์ค์ ํ์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ์กฐ๊ฑด์ ๊ทธ๋ฆผ 10์ ๋ํ๋๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 9. TO-251๊ณผ TO-252์ ์จ๋, ๋๋ฅ ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด
Fig. 9. Temperature, convection boundary conditions for TO-251, TO-252
๊ทธ๋ฆผ 10. TO-251๊ณผ TO-252 ์์ค, ๋๋ ์ธ ์ ๋ฅ, ๊ฒ์ดํธ ๊ฒฝ๊ณ์กฐ๊ฑด
Fig. 10. Source, Drain current, Gate boundary conditions for TO-251, TO-252
2.5 Chip์ Electric resistivity์ Rth-jc์จ๋ ์ฐ์ถ
FEA ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ด์ฉํ์ฌ Chip์ Electric resistivity๋ฅผ ์ฐ์ถํ๊ธฐ ์ํด ์ด๊ธฐ์๋ ANSYS ํ๋ก๊ทธ๋จ์ ํ์ฉํ์ฌ ํด๋น Electric
resistivity ๊ฐ์ ์
๋ ฅํ๊ณ ๊ณ์ฐ์ ์๋ฃํ๋ค. ์ดํ, ๋์จ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ์ ๋ฅ์ ๋ํ ๊ณ์ฐ์ ํตํด ๋ฐ์ดํฐ ์ ๋ฅ์ ๋น๊ตํ์๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ์ค์ฐจ๋ฅผ
0.1% ์ดํ๋ก ์ ์งํ๋๋ก ์ ํ์์ ํด์์ ๋ฐ๋ณตํ์ฌ Chip์ Electric resistivity๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ์๋ค[16]. ํด๋น ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ์ ํ 2์ ์ ๋ฆฌํ๋ค.
Rth-jc ์จ๋๋ Juction์์ Case ์จ๋์ Lead frame์ ๊ฐ์ฅ ํ๋จ ์์นํ ์จ๋์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ณ์ฐํ๋ค. ์ ๋ ฅ์์ค์ Joule heat์
๊ฐ๊ณผ ๋ถํผ ๊ฐ์ ๊ณฑํ์ฌ ๊ตฌํ์๋ค. ๋ํ, Chip์ ์๋ชจ๋ ์ ๋ ฅ์์ค์ ํตํด Rth-jc ์จ๋๋ฅผ ํ์
ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ฌํ ๊ฐ์ ์ ํ์ฑ์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํด ์์
(1)์ ๋ฐ๋ผ ๊ณ์ฐ๋ ๊ฐ์ ์ค์ ๋ฐ์ดํฐ ๊ฐ๊ณผ ๋น๊ตํ์๋ค.
์ด๋ฅผ ํํํ๊ธฐ ์ํด TO-251์ ๋จ๋ฉด๋๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 11์ ๋ํ๋๋ค.
ํ 2 TO-251๊ณผ TO-252 ์นฉ ์ฌ๋ฃ ๋ฌผ์ฑ
Table 2 TO-251, TO-252 Chip material properties
Material (Si)
|
Electric resistivity[ohm-m]
|
Thermal conductivity[W/mยทโ]
|
TO-251
|
1.578ร10-4
|
342
|
TO-252
|
1.75 ร10-4
|
45.4
|
๊ทธ๋ฆผ 11. TO-251 ์ด ์ ํญ ๋จ๋ฉด๋
Fig. 11. Cross-section of TO-251 to find Rth-jc
3. ๊ฒฐ ๊ณผ
3.1 Void์ ๋ฐ๋ฅธ TO-251, TO-252 ๊ฒฐ๊ณผ
TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง๋ฅผ ๋ชจ๋ธ๋งํ ํ, ๋จผ์ void์ ๋ชจ์๊ณผ ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ๋ค. ์ต๋ ์ ์
์จ๋(Tj)๋ฅผ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฒฐ๊ณผ๋ก
๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ฆผ 12์์๋ TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์ Void ๋ชจ์๊ณผ ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ ์จ๋ ๋ถํฌ๋ฅผ ํ์ธํ ์ ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 12. TO - 251๊ณผ TO -252์ ๊ณต๊ทน์ด ์๋ ์จ๋ ๋ถํฌ
Fig. 12. Temperature distribution for TO-251, TO-252 without voids
๊ทธ๋ฆผ 13์์๋ TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๋ฅผ ๊ทธ๋ํ๋ก ํํํ์์ผ๋ฉฐ, TO-251 ํจํค์ง์์ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์จ๋๋ 40.34โ์ด๋ฉฐ,
์ต๋ ์จ๋๋ Center์ผ ๋ 52.87โ๋ก ์ฆ๊ฐ์จ์ 31.06%์ด๋ค. TO-252 ํจํค์ง์์๋ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์จ๋๊ฐ 50.32โ์ด๋ฉฐ,
์ต๋ ์จ๋๋ V1์ผ ๋ 114.05โ๋ก ์ฆ๊ฐ์จ์ 126.65%์ด๋ค.
์ ๋ ฅ์์ค์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ ๊ณ์ฐ์ ์ํํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ๊ทธ๋ฆผ 14๊ณผ ๊ทธ๋ฆผ 15์ ์ ๋ ฅ์์ค ๊ฐ์ ์๋ฎฌ๋ ์ด์
๊ฒฐ๊ณผํ๊ณ ๊ทธ๋ํ๋ก ์๊ฐํํ๋ค. TO-251 ํจํค์ง์์ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋ ฅ์์ค์ 8.09W์ด๋ฉฐ, ์ต๋ ์ ๋ ฅ
์์ค์ Center์ผ ๋ 12.22W์ด๋ค. ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ ๋ ฅ์์ค์ 51.03%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ค. TO-252 ํจํค์ง์์๋ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ ๋ ฅ์์ค์ด
4.05W์ด๊ณ , ์ต๋ ์ ๋ ฅ ์์ค์ V1์ผ ๋ 8.31W์ด๋ค. ์ด๋ ์ ๋ ฅ์์ค์ 105.19%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ ๊ฐ๊ฐ์ ํจํค์ง์์ Void์
์กด์ฌ๊ฐ Chip ์ ๋ ฅ์์ค์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 13. ๊ณต๊ทน ๋ชจ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ ์
์จ๋ ๊ทธ๋ํ
Fig. 13. Maximum Tj graphs based on void style
๊ทธ๋ฆผ 14. TO-251๊ณผ TO-252์ ๊ณต๊ทน์ด ์๋ ์ ๋ ฅ์์ค
Fig. 14. Power dissipation for TO-251, TO-252 without voids
๊ทธ๋ฆผ 15. ๊ณต๊ทน ๋ชจ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋ ฅ์์ค ๊ทธ๋ํ
Fig. 15. Power dissipation graphs based on void style
๊ทธ๋ฆผ 16. ๊ณต๊ทน ๋ชจ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ด ์ ํญ ๊ทธ๋ํ
Fig. 16. Rth-jc graphs based on void style
์ด ์ ํญ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํด ์์ (1)์ ํ์ฉํ์ฌ ๊ตฌํ๊ณ , ์ด๋ฅผ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ด๊ธฐ ์ํด ์ด ์ ํญ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 16์ ์ ์ํ์๋ค. TO-251 ํจํค์ง์์ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ด ์ ํญ์ 1.9โ/W์ด๋ฉฐ, ์ต๋ ์ด ์ ํญ์ V1์ผ ๋ 2.3โ/W๋ก 21.05%
์ฆ๊ฐํ์๋ค. TO-252 ํจํค์ง์์๋ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ์ ์ด ์ ํญ์ด 6.25โ/W์ด๊ณ , ์ต๋ ์ด ์ ํญ์ V1์ผ ๋ TO-251๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ผ
ํฐ ๊ฐ์ธ 10.71โ/W๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ์ด ์ ํญ์ 71.36%๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ V1์ผ ๋์ ์ด ํน์ฑ์ด ๊ฐ์ฅ ํฐ ๋ณํ๋ฅผ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์
ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ V1 ๊ธฐ์ค์ผ๋ก Source wire์ Gate wire์ ์ง๋ฆ์ ๊ฐ๊ฐ 3%, 7%, 10% ์ฆ๊ฐ์์ผฐ์ ๋์ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ์๋ค.
3.2 Wire ์ง๋ฆ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ TO-251, TO-252 ๊ฒฐ๊ณผ
TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์์ V1์ผ ๋ ์จ๋ ๋ถํฌ์ ์์ด์ด ์ง๋ฆ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๋ฅผ ์๊ฐ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 17์ ํํํ๋ค. TO-251 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ, V1์ผ ๋ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๋ 52.83โ์์ ์์ํ์ฌ Wire ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋ ์จ๋๋ 49.12โ๋ก
๊ฐ์ํ๋ค. ์ด๋ ๊ฐ์ํ ์จ๋ ๋น์จ์ 7.02%์ด๋ค. TO-252 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ์๋ V1์ผ ๋ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๊ฐ 114.05โ์์ ์์ํ์ฌ wire
์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋ ์จ๋๋ 106.7โ๋ก ๊ฐ์ํ๋ค. ์ด๋ ๊ฐ์ํ ์จ๋ ๋น์จ์ 6.44%์ด๋ค.
์ ๋ ฅ์์ค์ ๊ทธ๋ฆผ 18์ ํํ๋์ด ์๋ค. TO-251 ํจํค์ง์์ V1์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๋ ฅ์์ค์ 12.12W์ด๋ฉฐ, Wire ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋ 11.15W๋ก ๊ฐ์ํ๋ค.
์ด๋ ์ ๋ ฅ์์ค์ด ๊ฐ์ํ ๋น์จ์ 8%์ด๋ค. TO-252 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ ๋ ฅ์์ค์ 8.31W์ด๊ณ , Wire ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ๋ฉด 7.98W๋ก ๊ฐ์ํ๋ค.
์ด๋ ๊ฐ์ํ ๋น์จ์ 3.97%์ด๋ค.
TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์ ์ด ์ ํญ๊ฐ์ ๊ทธ๋ฆผ 19์ ๊ทธ๋ํ๋ก ๋ํ๋๋ค. TO-251 ํจํค์ง์์ V1์ผ ๋์ ์ด ์ ํญ์ 2.23โ/W์ด๊ณ , ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋๋ 2.16โ/W๋ก ๊ฐ์ํ์๋ค.
์ด๋ ๊ฐ์ํ ์ด ์ ํญ ๋น์จ์ 3.13%์ด๋ค. TO-252 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ, ์ด ์ ํญ์ 10.71โ/W์ด๊ณ , ์์ด์ด ์ง๋ฆ์ด 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋๋ 10.24โ/W์ด๋ค.
์ด๋ ๊ฐ์ํ ์ด ์ ํญ ๋น์จ์ 4.39%์ด๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 17. ์์ด์ด ์ง๋ฆ ๋ณํ๋ก ์ ์
์จ๋ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 17. Tj wire diameter variation result
๊ทธ๋ฆผ 18. ์์ด์ด ์ง๋ฆ ๋ณํ๋ก ์ ๋ ฅ์์ค ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 18. Power dissipation wire diameter variation result
๊ทธ๋ฆผ 19. ์์ด์ด ์ง๋ฆ ๋ณํ๋ก ์ด ์ ํญ ๊ฒฐ๊ณผ
Fig. 19. Rth-jc wire diameter variation result
4. ๊ฒฐ ๋ก
TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง ๋ ๊ฐ๋ฅผ ํตํด ๋น๊ต ๋ฐ ๋ถ์์ ์ํํ์๋ค. TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์ Void ๋ชจ์๊ณผ ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋
์ ์
์จ๋ (Tj), ์ ๋ ฅ์์ค(Power dissipation), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด ์ ํญ(Rth)์ ์กฐ์ฌํ๋ค.
TO-251๊ณผ TO-252 ํจํค์ง์ ๋ํ ์ต๋ ์ ์
์จ๋์ ๊ฒฝ์ฐ, Void-free ๊ฒฝ์ฐ๊ฐ ๊ฐ์ฅ ๋ฎ์์ผ๋ฉฐ, Center์ V1 ๊ฒฝ์ฐ์ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๊ฐ
๋์๋ค. ํนํ TO-252 ํจํค์ง๋ Void-free์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ณด๋ค V1์ ๊ฒฝ์ฐ 126.65% ์จ๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ ํ์ธํ๋ค. ์ ๋ ฅ์์ค์ ๊ฒฝ์ฐ, Void-free์ผ
๋๋ณด๋ค V1 ์ํฉ์ผ ๋ 105.19%๋ก ์ฆ๊ฐํ์๋ค. TO-251 ํจํค์ง๋ Center ๋ถ๋ถ Void์์๋ ์ ๋ ฅ์์ค์ด 51.03%๋ก ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ ํ์ธํ๋ค.
Void-free์ผ ๋๋ณด๋ค V1์ ์ ๋ ฅ์์ค์ TO-251 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ 49.81%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ด ์ ํญ์ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ ํจํค์ง ๋ชจ๋ V1 ๊ฒฝ์ฐ ์ฆ๊ฐํ
๊ฒ์ ํ์ธํ๋ค. ํนํ TO-252 ํจํค์ง๋ 71.36%๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ค. ์ต๋ ์จ๋๊ฐ ๋ฐ์ํ V1์ ๊ฒฝ์ฐ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก, Source wire์ Gate wire์
์ง๋ฆ์ 3%, 7%, 10%๋ก ์ฆ๊ฐํ์์ ๋ ์ต๋ ์ ์
์จ๋, ์ ๋ ฅ์์ค, ์ด ์ ํญ์ด ๊ฐ์ํจ์ ํ์ธํ๋ค. TO-251 ํจํค์ง ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋ ์ ์
์จ๋๊ฐ
V1์ผ ๋๋ณด๋ค ์์ด์ด ์ง๋ฆ์ 10% ์ฆ๊ฐํ์์ ๋ 7.02% ๊ฐ์ํ์๊ณ , ์ ๋ ฅ์์ค์ 8%, ์ด ์ ํญ์ 3.13% ๊ฐ์ํ์๋ค. TO-252 ํจํค์ง ๊ฒฝ์ฐ์๋
์ต๋ ์ ์
์จ๋๋ 6.44%, ์ ๋ ฅ์์ค์ 3.97%, ์ด ์ ํญ์ 4.39%๋ก ๊ฐ์ํ์๋ค.
์ด ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ํตํด chip์์ ์ต๋ ์จ๋๊ฐ ๋ฐ์ํ ๋ถ๋ถ์ void๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ฉด ์ต๋ ์ ์
์จ๋, ์ ๋ ฅ์์ค, ์ด ์ ํญ์ด ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
๋ํ, TO-252 ํจํค์ง๊ฐ TO-251 ํจํค์ง๋ณด๋ค Void์ ๋ํ ์ํฅ์ด ํฌ๋ค๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ TO-251 ํจํค์ง์ ๊ฒฝ์ฐ Void๊ฐ Center์
V1์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฑฐ์ ๋น์ทํ ์ ๋ ฅ์์ค์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์์ด์ด ์ง๋ฆ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ต๋ ์ ์
์จ๋, ์ ๋ ฅ์์ค, ์ด ์ ํญ์ด ๊ฐ์ํ๋ค๋ ๊ฒฐ๋ก ์ ์ป์
์ ์์๋ค.
Acknowledgements
์ด ๋
ผ๋ฌธ์ ์ ๋ถ(๊ณผํ๊ธฐ์ ์ ๋ณดํต์ ๋ถ)์ ์ฌ์์ผ๋ก ์ ๋ณดํต์ ๊ธฐํํ๊ฐ์์ ์ง์ญ์ง๋ฅํํ์ ์ธ์ฌ์์ฑ์ฌ์
(IITP-2024-2020-0-01791)๊ณผ ์ ๋ถ(์ฐ์
ํต์์์๋ถ)์
์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์๋์ง๊ธฐ์ ํ๊ฐ์ (KETEP)์ ์ง์ (No. RS-2023-00281219)๋ฅผ ๋ฐ์ ์ํํ ์ฐ๊ตฌ์
๋๋ค.
References
G. Ivanova, and A. C. Moreira, "Antecedents of Electric Vehicle Purchase Intention
from the Consumerโs Perspective: A Systematic Literature Review," Sustainability,
vol. 15, no. 4, 2878, 2023.

E. Robles, A. Matallana, I. Aretxabaleta, J. Andreu, M. Fernandez, and J. L. Martin,
"The role of power device technology in the electric vehicle powertrain," International
Journal of Energy Research, vol. 46, no. 15, pp. 22222-22265, 2022.

S. M. Lee, "Effect of Sawing Velocity Variation on Chipping Damage of Semiconductor
Wafers with Different Thicknesses," Korean Journal of Metals and Materials, vol. 54,
no. 8, pp. 598-604, 2016.

Y. Takahashi, H. Fukuda, Y. Yoneshima, H. Kitamura, and M. Maeda, "Solid-state microjoining
mechanisms of wire bonding and flip chip bonding," Journal of Electronic Packaging,
vol. 139, no. 4, 041010, 2017.

S. Simaafrookhteh, M. Khorshidian, and M. Momenifar, "Fabrication of multi-filler
thermoset-based composite bipolar plates for PEMFCs applications: Molding defects
and properties characterizations," International Journal of Hydrogen Energy, vol.
45, no. 27, pp. 14119-14132, 2020.

V. R. Manikam, and E. N. Tolentino, "Sintering of Ag paste for power devices die attach
on Cu surfaces," 2014 IEEE 16th Electronics Packaging Technology Conference (EPTC),
pp. 94-98, 2014.

N. S. Mohd Zubir, H. Zhang, G. Zou, H. Bai, Z. Deng, B. Feng, A. Wu, L. Liu, and Y.
N. Zhou, "Large-Area Die-Attachment Sintered by Organic-Free Ag Sintering Material
at Low Temperature," Journal of Electronic Materials, vol. 48, pp. 7562โ7572, 2019.

K. K. Sridharan, S. Viswanathan, "Solder void modeling and its influence on thermal
characteristics of MOSFETs in automotive electronics module," SAE International Journal
of Passenger Cars-Electronic and Electrical System, vol. 10, no. 2, pp. 283-289, 2017.

R. Diehm, M. Nowottnick, and U. Pape, "Reduction of voids in solder joints an alternative
to vacuum soldering," Proceedings of the IPC APEX EXPO, vol. 8, 2012.

D. C. Katsis, and J. D. van Wyk, "Void-induced thermal impedance in power semiconductor
modules: some transient temperature effects," IEEE Transactions on Industry Applications,
vol. 39, no. 5, pp. 1239-1246, 2003.

K. C. Otiaba, R. S. Bhatti, N. N. Ekere, S. Mallik, E. H. Amalu, and M. Ekpu, "Thermal
effects of die-attach voids location and style on performance of chip level package,"
3rd IEEE International Conference on Adaptive Science and Technology (ICAST 2011),
pp. 231-236, 2011.

L. Chen, M. Paulasto-Krockel, U. Frohler, D. Schweitzer, and H. Pape, "Thermal impact
of randomly distributed solder voids on Rth-JC of MOSFETs," 2008 2nd Electronics System-Integration
Technology Conference, pp. 237-244, 2008.

A. S. Fleischer, L. H. Chang, and B. C. Johnson, "The effect of die attach voiding
on the thermal resistance of chip level packages," Microelectronics Reliability, vol.
46, no. 5-6, pp. 794-804, 2006.

M. A. Dudek, L. Hunter, S. Kranz, J. J. Williams, S. H. Lau, and N. Chawla, "Three-dimensional
(3D) visualization of reflow porosity and modeling of deformation in Pb-free solder
joints," Materials Characterization, vol. 61, no. 4, pp. 433-439, 2010.

Z. Bin, and Q. Baojun, "Effect of voids on the thermal fatigue reliability of PBGA
solder joints through submodel technology," 2008 10th Electronics Packaging Technology
Conference, pp. 704-708, 2008.

N. Y. Choi, S. U. Zhang, โNumerical Evaluation of Thermal Resistance for Power MOSFET
Packaged in Hermetic Method,โ Jounral of Electrical Engineering & Technology, vol.
17, pp.1915โ1920, 2022.

์ ์์๊ฐ
Sangmin Nam received his bachelorโs degree in automotive engineering from Dong-Eui
University, Busan, South Korea. He is currently a M.S student in Department of Mechanical
Engineering and Center for Brain Busan 21 Plus Program at Dong-Eui University, Busan,
South Korea. His research interests include microelectronics reliability using finite
element analysis and bicycle mechanical analysis.
์ฅ์ฑ์ฑ (Sung-Uk Zhang)
SungโUk Zhang received a bachelorโs degree in electrical engineering from Sogang
University, Seoul, South Korea; a masterโs degree in biomedical engineering, and
a Ph.D. degree in mechanical engineering from the University of Florida, Gainesville,
FL, USA. He is an associate professor at the Department of Automotive Engineering,
Dong-Eui University, Busan, South Korea. Before joining the university, he was
with Samsung Electronics, Giheung-gu, Young-si, Gyeonggi-do, South Korea. He
has published extensively in journals and conference proceedings. He is a leader
in the Digital twin laboratory, at Dong-Eui University. His current research interests
include digital twin technology for microelectronics reliability, artificial intelligence
for structural health monitoring, semiconductor process simulation, and, multiphysics
and multiscale simulation using finite element analysis.