• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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• pp.32-39
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• 2006

전자 부품의 신뢰성 평가를 위해서 다양한 방법의 시험법이 사용된다. 전자 부품은 반복적인 작동과 휴식에 의한 열피로를 받게 된다. 이에 대한 신뢰성 평가를 위해 오래전부터 다양한 시험 규격이 만들어지고, 그에 따라 열챔버를 이용한 챔버 사이클링 시험이 수행되고 있다. 하지만, 최근에는 이러한 시험 규격들에 대한 문제가 지적되고 있으며, 또한 챔버 사이클링을 이용한 가속 실험의 경우 실제 작동환경을 완벽히 묘사하지 못하며, 가속할 수 있는 정도가 제한되고 있다. 본 연구에서는 파워 사이클링 시험을 묘사하는 시험 방법을 제안하고, 그를 이용하여 BGA 패키지의 솔더 조인트에 대한 열피로 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 파워 사이클링 시험기는 실제 작동 환경과 유사한 온도 구배를 패키지에 만들어 준다. 그리고 패키지에 열전도를 이용하여 열을 공급함으로써, 대류를 통해 열을 공급하는 챔버 사이클링 시험에 비해 빠르게 가열 및 냉각이 가능하다. 파워사이클링 테스트 방법을 이용하여 다양한 온도 조건에 대해 열피로 수행하여 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2013

5년 동안 진행된 고진공 펌프 개발 사업의 일환으로 맥동관형 냉동기에 활성탄 어레이를 장착한 흡기구 직경 14인치 국산 크라이오펌프 완제품이 만들어졌다. 이미 지난해에 완성한 시제품을 가지고 모든 배기성능시험을 완료하고 목표를 뛰어 넘는 성능을 가지고 있음을 입증하였지만 완제품의 경우는 현장에서 스퍼터링 공정에 대한 신뢰성과 열적 내구성 시험이 중요한 항목으로 대두되었다. 개발된 펌프를 생산 공정에 직접 투입하는 모험을 하지 않으면서도 신뢰성을 확보하는 방편으로 카이스트 나노종합팹 센터에서 가동중인 스퍼터링 장비에 완제품을 달고 기존 공정과 같은 방식으로 장치를 운영하면서 외제 상용품을 사용했을 때와 진공성능 및 공정수율을 비교하는 시험을 수행하였다. 또 내구성 시험 항목으로 열부하 시험과 열 사이클 시험을 수행하였다. 열부하 시험은 300도까지 온도를 올릴 수 있는 열판을 펌프 흡기구 배플 앞에 설치하여, 냉동기 2차 냉각단 온도가 20 K 이하로 유지될 수 있는 최대 허용 복사열을 측정하는 방식으로 진행되었으며 열 사이클 시험은 크라이오 펌프의 활성화 기능을 활용하여 완전 활성화(full regen., 10K-300K-10K) 과정을 10회 연속 시행하여 펌프의 배기성능과 기계적 이상 유무를 관찰하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권2호
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• pp.19-26
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• 2003

광통신용 광학부품의 신뢰성 특성은 솔더 조인트의 열 사이클에 따른 소성(Plastic)과 크립(Creep) 변형에 가장 큰 영향을 받는다. 열 사이클에 따른 소성과 크립 변형 증가로 인해 정렬 틀어짐이 발생하며 이는 광손실 변화의 주요인이 된다. 또한, 소성과 크립 변형량이 증가 또는 계속 누적이 될 경우 솔더의 피로수명 한계로 인해 제품 불량 발생의 원인이 된다. 이러한 열적 사이클에 따른 광부품의 신뢰성을 확보하기 위해 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 적용하였다. 소성과 크립 변형의 변화량을 유한요소해석으로 계산하고 이를 크립 피로 파괴(Creep-Fatigue) 수명 예측 모델에 적용하여 그 수명을 예측하였다. 솔더와 모재와의 계면 또는 솔더 내부에서 생성되는 온도에 따른 소성과 크립 변형을 파악하기 위해 텔코디아(Telcordia)의 광부품 신뢰성 온도 사이클(-40 to 75)을 적용하였다. 승온과 냉각 속도의 변화에 따른 영향을 검토하기 위해 1/min, 10/min 및 50/min으로 변화를 주고 유지 시간을 1시간으로 고정할 경우의 결과를 비교 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.225-227
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• 2005

Sn-8wt%Zn-3wt%Bi (이하, Sn-8Zn-3Bi) 솔더의 장기 신뢰성을 평가하기 위하여 열 충격 시험을 행하였다. 열 충격 시험은 $-40^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$범위에서 1000 사이클 동안 하였다. 접합 기판으로는 각각 OSP(Organic Solderability Preservative), Sn 그리고 Ni/Au 처리를 한 PCB(Printed Circuit Board) 패드를 사용하였다. 접합에 사용한 부품은 1608 Chip(Multi Layer Chip Capacitor, Chip Resistor) 으로 전극 부위에 Sn-37wt%Pb, Sn 도금하여 사용하였다. 솔더링 후 1608 Chip의 전단 강도와 솔더링부에서 미세조직 및 IMC(Inter Metallic Compound) 변화를 관찰하였다. 측정결과, Sn-8Zn-3Bi 솔더의 초기 전단 강도는 기판의 표면처리에 상관없이 약 40N 이상이었다. 그리고 열충격 시험 1000 사이클 후에는 모든 기판에서 2N 정도 약간의 강도 저하를 보였다.

• 기계저널
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• 제29권6호
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• pp.618-626
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• 1989

자동차용 메타놀 연료는 석유파동 이후의 석유 대체연료라는 관점에 저공해 연료의 관점이 추가 되어 최근 그 도입에 대한 연구가 활발해지고 있다. 메타놀 자동차에 관해서는 종래의 기초검토 의 단계로부터 서서히 실용화를 향한 내구, 신뢰성을 포함한 많은 과제의 검토단계로 이행되고 있다. 수소엔진의 연구는 아직 초보단계에 있으며 안전성에 대해서는 일반이 염려하고 있는 것과 같은 위험성은 없지만 금후 자동차용으로서의 안전성에 관한 실험이 필요할 것이다. 수소의 장 점을 살려 결점을 없애기 위해서는 LH2탱크, LH2펌프 4사이클 실린더내 분사가 이상적으로 생 각되고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.133-140
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• 2019

열 사이클 조건이 전해 Cr/Ni-P 이중도금 시편의 접합강도 및 균열성장거동에 미치는 영향을 분석하였다. 전해 Ni-P 도금층을 열처리를 통해 결정화 시킨 후 전해 Cr 도금 후 한번 더 열처리한 결과, Cr/Ni-P 계면에서 상호확산으로 인해 Cr-Ni 고용체 band layer가 관찰되었다. 열 사이클 전 접합강도는 25.6 MPa이였으나, 1,000사이클 후 Cr 도금층의 균열 밀도 및 표면 거칠기 증가로 인해 도금층과 접착제 사이의 기계적 고착효과가 향상되어 접착제와 Cr 도금층 사이에서 박리되었고, 접합강도는 47.6 MPa로 점차적으로 증가하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권4호
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• pp.542-550
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• 2010

Cooled infrared detector is widely used as the core part in a variety of the thermal imaging systems. For the selection of the highly reliable cooled infrared detector with good performance, it is necessary for us to possess the characterization methods of the well defined performance index of cooled infrared detector. In this paper, various performance index of the cooled infrared detector including reliability as well as the optical and cooling performance of cooled infrared detector are defined and their characterization methods will be investigated and implemented systematically.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권4호
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• pp.47-52
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• 2001

Sn-Cu-Ni계 솔더를 이용한 AC Adapter의 Pb-Free Wave 솔더링 공정을 Six Sigma기법으로 개발하였다. 솔더 접합부의 외관, 미세조직, Lift-off현상 및 Crack발생 유.무를 관찰하여 접합기구를 규명하고자 하였으며 열 충격시험을 통하여 신뢰성평가를 수행하였다. 솔더 접합부의 Sn-Cu-Ni계 솔더와 Cu Land 사이에는 약 5 $\mu\textrm{m}$ 두께의 $(Cu,Ni)_6/Sn_5$ 형태의 금속간화합물이 발견되었고 열 충격후 750사이클까지는 Crack이 발견되지 않았다. 본 연구로 개발된 제품은 기존의 Sn-Pb솔더를 사용한 제품에 비해서 양산성 및 신뢰성 측면에서 우수한 특성을 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권2호
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• pp.35-40
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• 2007

Sn-8Zn-3Bi 무연 솔더 페이스트의 접합부신뢰성 및 적합성을 평가하기 위해 유(SnPb) 무연(Sn, SnBi)도금된 Cu 리드프레임 QFP(Quad Flat Packager)를 사용하여 열충격 조건 하에서의 인장 강도의 변화 및 파괴 기구에 대한 분석을 실시하였다. 리드 도금의 종류에 상관없이 모든 시험 시편에서 열충격 사이클 수의 증가에 비례하여 접합부의 취성 특성이 강화되어 인장 강도가 감소하는 것을 확인하였다. 하지만, 접합부에는 열팽창 계수의 차이에 의해 야기될 수 있는 미세 균열은 발견되지 않았다. 단면 관찰 및 변위 이력 곡선 분석을 통하여 열충격 사이클 수의 증가에 따른 인강 강도의 감소는 접합부의 파괴 기구의 변화에 기인되었음을 확인하였다. 본 실험을 통해 Sn-3Zn-3Bi 솔더의 유 무연 도금 Cu 리드프레임과의 우수한 작업 특성과 열충격 환경 하에서도 우수한 기계적 접합 특성을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.