CT 분석 방법을 이용한 실리콘 고무 소켓의 저항 증가 분석

Q: 이 논문에서 정의한 실리콘 고무 소켓이란 무엇인가?

실리콘 고무 소켓은 반도체 테스트 과정에 사용되는 부품으로, 자기 유변 탄성체인 실리콘 고무와 금속 분말로 구성된다. 압력이 가해지면 금속 분말의 사슬 구조가 반도체 패키지와 테스트 보드를 전기적으로 연결하는 선로 역할을 수행한다. 자기력으로 형성된 금속 분말 사슬 구조는 경화 과정을 통해 고정된다.

Q: 실리콘 고무 소켓의 저항 증가는 어떤 요인으로 발생하는가?

연구 결과, 실리콘 고무 소켓의 저항 증가는 주로 금속 분말의 부피 변화와 연결성 변화로 인해 발생한다. 수명 검사 과정에서 금속 분말이 초기 영역을 이탈하거나, 잦은 움직임으로 인해 새로운 접촉이 생성되면서 전류 경로의 유효 단면적이 감소하여 저항이 증가하는 것으로 분석된다.

백현빈; 김문정

doi:10.5573/ieie.2025.62.2.111

학술저널

저자정보: 백현빈 (공주대학교) 김문정 (공주대학교)

저널정보: 대한전자공학회 전자공학회논문지 전자공학회논문지 제62권 제2호(통권 제567호)

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본 논문은 CT 분석 방법을 이용하여 실리콘 고무 소켓의 수명 검사로 인한 저항을 분석하였다. 자기력이 상이한 실리콘 고무 소켓을 제작 후 수명 검사를 진행하여 내부 구조 열화를 유도하였다. 일정한 수명 검사 마다 저항을 측정하였으며, 열화 전후의 실리콘 고무 소켓은 CT Scan 촬영을 진행하였다. 촬영 데이터를 기반으로 CT 분석 방법을 사용하여 저항이 증가하는 원인을 분석하였다. 본 연구의 CT 분석 과정으로 Histogram을 활용한 중앙값 분석과 Skeleton ROI를 활용한 사슬 구조 연결성 분석 방법을 적용하였다. 중앙값 분석은 CT Scan 결과로부터 측정된 임계값의 중앙값과 표준 편차를 이용하여 실리콘 고무 소켓에 적용하였다. 중앙값 분석 결과, X선 노이즈가 개선된 금속 분말의 관심 영역을 확보하였다. 금속 분말의 관심 영역에서 Skeleton ROI를 이용하여 금속 분말의 연결성을 분석하였다. CT 분석 방법을 활용하여 실리콘 고무 소켓의 저항 증가를 분석하였다. 저항 측정 결과, 자기력이 높은 실리콘 고무 소켓의 저항은 수명 검사 7만회에서 117.5mΩ 개선된 저항으로 측정되었다. 분석 결과, 자기력이 높을수록 금속 분말 부피와 연결성 변화량이 개선되었다. 실리콘 고무 소켓의 저항과 CT 분석 결과를 비교하여 두 인자 간 상관관계를 도출하였다. CT 분석 방법을 활용한 저항 상승 분석은 실리콘 고무 소켓의 장기적 신뢰성 문제를 해결하는 데 유용한 데이터를 제공할 수 있다. CT 분석 기법은 실리콘 고무 소켓과 같이 복잡한 구조를 가진 자기 유변 탄성체(Magneto- rheological elastomer)의 사슬 구조와 열화 과정을 정량적 및 시각적으로 분석할 수 있을 것으로 기대한다.

This paper used CT analysis method. Resistance due to life test of silicone rubber socket was analyzed. Silicone rubber sockets with different magnetic forces were manufactured. Lifespan test was conducted on the silicone rubber socket to induce internal structural deterioration. Resistance was measured at each regular life test. CT scan was performed on the silicone rubber socket before and after deterioration. CT analysis method was used based on imaging data. The cause of increased resistance was analyzed. In the CT analysis process of this study, median analysis using Histogram and chain structure connectivity analysis method using Skeleton ROI were applied. Median analysis uses the median and standard deviation of the threshold values measured from CT scan results. Median analysis was applied to silicone rubber sockets. As a result of median analysis, an area of interest for metal powder with improved X-ray noise was secured. The connectivity of the metal powder was analyzed using Skeleton ROI in the area of interest of the metal powder. The increase in resistance of the silicone rubber socket was analyzed using the CT analysis method. As a result of resistance measurement, the silicone rubber socket with high magnetic force measured an improvement of 117.5mΩ in resistance over 70,000 lifespan tests. As a result of the analysis, the higher the magnetic force, the better the metal powder volume and the amount of change in connectivity. The resistance of the silicone rubber socket was compared with the CT analysis results. As a result of resistance and CT analysis, a correlation between the two factors was derived. Resistance rise analysis using CT analysis methods can provide useful data to solve long-term reliability problems of silicone rubber sockets. The CT analysis technique is expected to be able to quantitatively and visually analyze the chain structure and deterioration process of magneto-rheological elastomers with complex structures such as silicone rubber sockets.

#Silicone rubber socket #Metal powder #CT scan #Magnetic force #Resistance

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