• 한국정밀공학회지
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• 제30권3호
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• pp.271-277
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• 2013

Inconel 718 super alloy was aging heat treated at the temperature range from $675^{\circ}C$ to $785^{\circ}C$ for 5~40 hours after solution annealing at $1025^{\circ}C$ for 1 hour. The aging treated specimens were investigated microstructure, mechanical properties and thermal expansion/contraction. Precipitates appeared for a long time aging treatment were niobium carbide and also ${\gamma}^{\prime}$ phase. For the aging treatment time of 10 hours, the changes in strength and hardness with increasing aging treatment temperature showed the maximum value at the temperature of $725^{\circ}C$. This maximum value is to be related with the precipitation of ${\gamma}^{\prime}$ and ${\gamma}^{{\prime}{\prime}}$ phases. The decrease in strength, elongation and hardness during long time aging at $725^{\circ}C$ were thought to be induced from the coarsening of the grain size and the transformation of ${\gamma}^{{\prime}{\prime}}$ phase to ${\gamma}^{\prime}$ phase. For the specimens treated for 10 hours, impact energy showed constant value of ~105 J with increasing the aging temperature, however this value continuously decreased with elapsing time at the aging temperature of $725^{\circ}C$. It was found that the decrease in impact value was induced from the coarsening of grain size and the carbide coarsening. The coefficient of thermal expansion of aging treated Inconel 718 alloy increased with raising test temperature, and the coefficient was appeared $11.57{\sim}12.09{\mu}m/m{\cdot}^{\circ}C$ and $14.28{\sim}14.39{\mu}m/m{\cdot}^{\circ}C$, respectively, after heating to $150^{\circ}C$ and $450^{\circ}C$.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.80-80
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• 2010

전자제품의 소형화, 경량화, 고집적화가 심화됨에 따라 전자제품을 구성하는 회로의 미세화 또한 요구되고 있다. 이러한 요구는 경성회로기판 (rigid printed circuit board, RPCB) 뿐만 아니라 연성회로기판 (flexible printed circuit board, FPCB) 에도 적용되고 있으며 이에 대한 많은 연구 또한 이루어지고 있다. 연성회로기판은 일반적으로 절연층을 이루는 폴리이미드 (polyimide, PI)와 전도층을 이루는 구리로 이루어져 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 우수한 기계적 특성, 연속공정이 가능한 장점을 가지고 있으나, 고온다습한 환경하에서 높은 흡습성으로 인해 전도층을 이루는 구리와의 접합특성이 저하되는 단점 또한 가지고 있다. 또한 전도층을 이루는 구리는 고온다습한 환경하에서 산화 발생이 용이하기 때문에 접합특성의 감소를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고온다습한 조건하에서 sputtering and plating 공정을 통해 순수 Cr seed layer를 가지는 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간의 변화로 인해 발생하는 접합특성의 변화를 관찰하고 분석하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 일본 Kadena사(社)에서 제작된 폴리이미드 상에 sputtering 공정을 통해 순수 Cr으로 이루어진 각각 두께 100, 200, $300{\AA}$의 seed layer를 형성한 후 전해도금법을 이용, 두께 $8{\mu}m$의 구리 전도층을 형성한 시료를 사용하였다. 제작된 시료는 고온다습한 환경하에서의 접합 특성의 변화를 관찰하기 위하여 $85^{\circ}C$/85%RH 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효처리 한 후, Interconnections Packaging Circuitry (IPC) 규격에 의거하여 접합강도를 측정하였다. 시료의 전도층은 폭 3.2mm 길이 230mm의 패턴을 가지도록, 절연층은 폭 10mm, 길이 230mm으로 구성되었으며 이를 50.8mm/min의 박리 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 파면의 형상과 화학적 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 관찰 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.75-75
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• 2009

연성회로기판은 일반적으로 절연체를 이루는 폴리이미드와 전도체를 이루는 구리로 구성되어 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 기계적 특성, 공정성 등의 장점으로 인해 연성회로기판의 절연체로서 제안되었지만 전도체를 이루는 구리와의 접합 특성이 우수하지 않기 때문에 많은 연구가 현재까지 진행되고 있고, 그 결과 연성회로기판의 접합 특성에 많은 개선이 이루어짐과 동시에 다양한 공정 방법이 제안되고 있다. 하지만 고온다습한 환경에서 사용될 경우 폴리이미드의 높은 흡습성과, 구리와 seed layer의 산화 문제로 인해 접합 특성이 저하된다는 단점 또한 가지고 있다. 따라서 본 연구를 통해 고온다습한 조건하에서 seed layer가 80Ni/20Cr 합금으로 구성된 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간으로 인해 발생하는 접합 신뢰성의 차이를 관찰하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 폴리이미드 위에 각각 100, 200, $300{\AA}$ 두께의 80Ni/20Cr의 합금 조성을 가지는 seed layer를 스퍼터링 공정을 통해 형성한 후 전해도금법을 이용하여 $8{\mu}m$ 두께의 구리 전도층을 형성하였다. 접합 특성 평가를 위해 ICP 규격에 따라 전도층 패턴을 폭 3.2mm, 길이 230mm로 시편을 제작하여 50.8mm/min의 이송 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 또한 $85^{\circ}C$/85% 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효 처리 후 같은 방법으로 연성회로기판의 접합 특성을 평가하였다. 파면의 형상과 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 파면의 잔여물 분석을 위해 EPMA (Energy probe microanalysis)를 사용하였고 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권9호
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• pp.926-931
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• 1999

Sn-3.5g 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합 (solder joint)하고 미세조직, 젖음성, 전단강도, 시효 효과를 측정하여 비교하였다. Cu의 경우, 땜납의 Sn기지상안에 Ag(sub)3Sn과 Cu(sub)6Sn(sub)5상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에는 $1~2\mu\textrm{m}$ 두께의 Cu(sub)6Sn(sub)5 상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에 낮은 밀도의 $Ag_3Sn$상만이, 그리고 계면에는 $0.5~1.5\mu\textrm{m}$ 두께의 $FeSn_2$이 형성되었다. 한편, Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 퍼짐면적은 크고 접촉각은 작아 더 우수한 젖음성을 나타내었으나, 전단강도는 35%, 연산율은 75%로 낮았다. $180^{\circ}C$에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면 $\eta-Cu_6Sn_5$ 층외에 $\xi-Cu_3Sn$층이 성장하였고, Alloy42 리드프레임에는 기지상내에 $Ag_3Sn$이 구형으로 조대하게 성장하였고, 계면에는$FeSn_2$층만이 약 $1.5\mu\textrm{m}$로 성장하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권3호
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• pp.203-208
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• 2003

인듐함량에 따른 Au-Pt-Cu 삼원계합금의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, 시차주사열분석기, SEM, XRD, EPMA 그리고 미소경도계를 이용하여 조사하였다. 인듐함량이 0.5 wt% 인 Au-Pt-Cu-0.5In 사원계 합금을 온도범위 150~95$0^{\circ}C$에서 열처리한 결과 55$0^{\circ}C$/3O분 열처리한 시료의 경도 값이 가장 높게 나타났고, 55$0^{\circ}C$에서 시효시간을 증가시킴에 따라 30분에서 최고 경도치에 도달된 후 거의 일정하게 유지되었다 또한, 55$0^{\circ}C$에서 30분 동안 시효 처리한 Au-Pt-Cu 삼원계합금의 미세조직은 인듐 함량이 증가함에 따라 결정립이 미세화 되었다. XRD, EPMA을 이용하여 Au-Pt-Cu-In 사원계 합금에 존재하는 석출상을 분석한 결과 모상은 fcc구조를 갖는 Au-Pt-Cu 고용체, 석출상은 Ll$_2$구조를 갖는InPt$_3$ 석출물로 판명되었다. 이러한 연구결과로부터 인듐 함량에 따른 Au-Pt-Cu-In 합금의 경도증가는 결정립 미세화에 의한 강화 효과와 InPt$_3$ 형태의 석출물에 의한 석출강화 효과에 기인하는 것으로 해석된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.1018-1024
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• 1999

Sn-3.5Ag 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합 (solder joint)하고 미세조직, 젖음성, 전단강도, 시효효과를 측정하여 비교하였다. Cu의 경우, 땜납의 Sn기지상안에 Ag(sub)3Sn과 Cu(sub)6Sn(sub)5상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에서는 1∼2㎛ 두께의 Cu(sub)6Sn(sub)5상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에 있는 낮은 밀도의 Ag(sub)3Sn상만이, 그리고 계면에는 0.5∼1.5㎛ 두께의 FeSn(sub)2이 형성되었다. 한편, Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 퍼짐면적은 크고 접촉각은 작아 더 우수한 젖음성을 나타내었으나, 전단강도는 35%, 연신율은 75%로 낮았다. 180℃에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면에 η-Cu(sub)6Sn(sub)5 층외에 ξ-Cu(sub)3Sn층이 성장하였고, Alloy42 리드프레임에는 기지상내에 Ag(sub)3Sn이 구형으로 조대하게 성장하였고, 계면에는 FeSn(sub)2층만이 약 1.5㎛로 성장하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.288-294
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• 1999

솔더 범프를 사용하는 플립 칩 접속기술에서 범프와 칩 사이에 위치하는 금속 충들의 조합을 UBM(Under Bump Metallurgy)라고 부르며 이 UBM을 어떤 조합으로 사용하는 가에 따라 접속의 안정성이 크게 좌우된다. 본 연구에서는 UBM중에서 솔더 접착 층으로 사용되는 구리 층의 두께를 $1\mu\textrm{m}와 5\mu\textrm{m}$로 하는 한편 barrier 층으로 사용되는 금속 층을 Ti, Ni, Pd으로 변화시키면서 이들 UBM과 공정 납-주석 사이의 계면반응을 살펴보았다. 이를 위해 $100\mu\textrm{m}$ 크기의 솔더 범프를 전해도금법을 사용하여 제작하고 리플로 횟수와 시효시간에 따른 각 UBM에서의 금속간 화합물의 성장을 관찰하였다. $Cu_6Sn_5 \eta'$-상 금속간 화합물이 모든 조건에서 형성되었고 Cu층의 두께가 $5\mu\textrm{m}$로 두꺼운 경우에는 $Cu_3Sn \varepsilon$-상도 관찰되었다. Pd을 사용한 UBM 구조에서는 시효 처리시에 $Cu_6Sn_5$ 상 아래쪽에 $PdSn_4$상이 형성되었다. 또한 이들 계면에서의 금속간 화합물의 성장은 솔더 범프의 접속강도 값과 밀접한 관계를 가진다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제15권2호
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• pp.47-54
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• 2008

컴포넌트에서의 비정상적인 금속간화합물 성장이 보드 레벨 기계적 신뢰성에 미치는 영향을 연구하기 위하여, 전기 도금된 Ni/Au UBM과 Sn2.5Ag0.5Cu 솔더의 리플로우 횟수 및 고온 시효 시간에 따른 금속간 화합물 성장거동을 관찰하였다. 각 조건별로 처리된 컴포넌트에서 솔더 접합부의 기계적 특성을 비교하기 위하여, 전단 속도 변화에 따른 볼 전단 시험을 실시하여 전단에너지 값을 측정하였다. 마지막으로, 보드 레벨에서의 기계적 신뢰성 시험을 위하여 조건별로 처리된 컴포넌트를 PCB 보드에 실장하여, 3점 굽힘 시험 및 충격 시험을 실시한 후 파괴모드를 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제21권3호
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• pp.78-84
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• 2003

The changes of microstructure and hardness of TLP bonds of directionally solidified Ni base superalloy, GTD-111, with variation of homogenizing and aging treatment were investigated. The specimens were bonded at 1403K for 7.2ks using different insert metals such as MBF-50, MBF-80 and MBF-90 and they were homogenized at 1393K with various holding time. At center of bonded interlayer homogenized for hold time 30h, the contents of aluminum and titanium were approximately 90% and 95% of base metal, respectively. In this study, aging was performed at three different kinds : one step aging ; 1113K $\times$ 16h, two step aging ; 1113K $\times$ 10h ⇒ 1103K $\times$ 10h, three step aging ; 1113K $\times$ 10h ⇒ 1103K $\times$ 8h ⇒ 922K $\times$ 24h. ${\gamma}$' volume fraction and hardness of joints were high in the sequence of one step, two step and three step aging, whereas ${\gamma}$' volume fraction and hardness of joints obtained by three step aging treatment were higher than those of raw material. Tensile properties of joints bonded with MBF-80 and MBF-90, homogenized at 1393K for 30h and then three step aged became excellent than those of raw material, however, joint bonded with MBF-50 was poor.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권3호
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• pp.175-181
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• 2009

Mechanical properties and precipitation behavior of backward extruded 6061 Al alloy for pressure vessel were investigated using tensile test, transmission electron microscopy (TEM) and differential scanning calorimeter (DSC). In this study, solution heat treatment (SHT) was performed at $535^{\circ}C$ for 30~90 min and aging treatment was conducted at 177 and $190^{\circ}C$ for 1~7 h. Maximum tensile strength of $36.6kgf/mm^2$ and yield strength of $33.29kgf/mm^2$ were achieved at the aging time of 5 h at $190^{\circ}C$. TEM observation showed that fine needle-like ${\beta}^{{\prime}{\prime}}$ phase which has 35~45 nm of length was uniformly distributed in the aged 6061 Al alloy specimen. From tensile test, TEM and DSC analysis, it is expected that aging time of 2~5 h at $190^{\circ}C$ is suitable for the extruded A6061 used as pressure vessels.