• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.93-98
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• 2013

본 논문에서는, 초고집적과 초고내압 MOSFET를 위한 높은 임계전압에서 제안한 구조의 얕은 트랜치 접합 격리 구조에 대한 시뮬레이션 하였다. 열전자 스트레스와 열 손상의 유전 강화 전계의 물리적 기본 모델들은 주위 온도와 스트레스 바이어스의 넓은 범위에 걸친 집적화된 소자들에 있어서 분석하는 전기적의 목표인 TCAD 툴을 이용하였다. 시뮬레이션 결과, 얕은 트랜치 접합 격리 구조가 수동적인 전기적 기능 일지라도, 소자의 크기가 감소됨에 따라서, 초대규모 집적회로 공정의 응용에서 제안된 얕은 트랜치 격리 구조가 전기적 특성에서 전위차, 전계와 포화 임계 전압이 높게 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권2호
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• pp.1-10
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• 2022

최근 반도체 소자는 모바일 전자제품과 wearable 및 flexible한 소자와 기판의 다양한 활용으로 많은 분야에서 폭넓게 사용되고 있다. 이들 반도체 칩 접합 공정 중 기판과 솔더의 열팽창 계수(CTE)의 차이와 기판 및 부품 전체에 인가되는 과도한 열 영향은 소자의 성능 및 신뢰성에 영향을 주며, 최종적으로 휨(warpage) 현상 및 장기 신뢰성 저하 등을 초래한다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 저온에서 공정이 가능한 저융점 솔더에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Sn-Bi, Sn-In 등 다양한 저융점 솔더 합금 중 Sn-Bi 솔더는 높은 항복 강도, 적절한 기계적 특성 및 저렴한 가격 등의 이점이 있어 유망한 저온 솔더로 각광받고 있다. 그러나 Bi의 높은 취성 특성 등 단점으로 인해 솔더 합금의 개선이 필요하다. 본 review 논문에서는 다양한 미량 원소와 입자를 첨가하여 Sn-Bi 소재의 기계적 특성 개선을 위한 연구 동향을 소개하며 이를 비교 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.13-13
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• 2009

현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제8권4호
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• pp.20-26
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• 1990

In this study, to make research on its optimum condition in friction weld when the heating pressure is change during 1.6 to 3.0 $kgf/mm^2$, the experiment was performed with metal bearing under various condition; 1600 r.p.m spindile speed, 0.6 $kgf/mm^2$ preheating pressure, upset pressure 2.6 $kgf/mm^2$, 0.5 seconds preheating time, 1.7 seconds heating time, water and air was ejected 6 $kgf/mm^2$ into the bushing. On the basis of the experimental results, the following conclusion are drawn; 1) At the area of weld interface, the heardness is shown the maximum value and heat-affected zone about 0.5mm both sides. 2) Bending strength is shown the optimum heating pressure 2.4 kgf/mm. 3) With the approach of the flash, Sn is increased only 2 mm in A-alloy structure.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.311-312
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• 2008

$RuO_2$ 계열의 후막재료를 사용한 저항의 신뢰성시험을 실시하고 주요 고장 메커니즘을 확인하였다. 사용된 소자의 기판은 AlN 세라믹 기판이며, 후막재료로 $RuO_2$ paste를 프린팅하고 소결시킨 구조의 고주파용 저항(RF Termination)이다. 주요 고장 메커니즘은 후막(Thick Film)의 특성변화, 기판의 특성변화, 전극-후막 간의 접촉특성변화, Trimming 부위의 열화, 열팽창계수 차이에 의한 기계적 파손 등으로 알려져 있으며, 본 실험에서는 고장모드 분석을 위해 과부하시험, 고온동작시험 등을 포함한 신뢰성 환경시험과 수명시험을 실시하였다. 각 시험 결과 수명시험 후 전극-후막 간의 접합부 파괴가 관찰되었고, 열충격 시험 결과 후막의 crack이 관찰되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제10권3호
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• pp.40-53
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• 1992

고온고압장치(High Temperature and Pressure Vessels)의 적용을 위한 기초연구로서 9Cr-1Mo강 용접부의 연화특성에 대하여 검토하였다. 9Cr-1Mo 강재에 Bead-on-Plate용접을 실시한 후, 용접부의 기계적 성질과 그 현미경조직관찰 및 미세경도를 측정한 결과, As-Welded 및 용접 후열처리(PWHT)등의 조건에 관계없이 용접열향부의 변태역과 템퍼링역의 경계에서 모재의 경 도보다 낮은 경도값(연화역)을 나타내었으며 이러한 원인은 결정립계(Grain boundary)에 석출 되는 탄화물의 형성에 의한 뜨임 현상임이 판명되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제8권4호
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• pp.27-34
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• 1990

Integranular corrosion behaviors of KAL (Knife Line Attack) and mechanical properties such as tensile and creep rupture were investigated for the tube material used for nearly 20 years under the condition of 463.deg. C and 28 $kg/cm^2$. Based and weld metal were austenitic stainless steel AISI 321 containing Ti, AISI 347 containing Nb, respectively. KLA is a kind of the intergranular corrosion which often occurs just near the HAZ (heat affected zone) of AISI 321 and AISI 347 stainless steel due to the grain boundary sensitization. In KLA zone, intergranular corrosion crack has propagated outwards from the inner surface and carbides of white and narrow band type assuming as (Cr, Fe) carbide were confirmed. All the delta-ferrite formed in the weld metal during weld solidification has been transformed into sigma-phase since delta-ferrte was exposed for 20 years at 463.deg. C. Elongation was very low at the range from room temperature to 600.deg. C and it was confirmed that creep-rupture properties were not consideralbly affected.

• Journal of Welding and Joining
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• 제31권6호
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• pp.44-49
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• 2013

The influence of thermo-mechanical cycling on the microstructure and strength in the weld coarse-grained heat affected zone (CGHAZ) of Ti-Nb added low carbon HSLA steel was explored through Vickers hardness tests, nanoindentation experiments, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) analysis. Undeformed and deformed CGHAZs were simulated using Gleeble simulator with different heat inputs of 30kJ/cm and 300kJ/cm. At high heat input of 300kJ/cm, the CGHAZ consisted of ferrite and pearlite and then their grain sizes were not affected by deformation. At low heat input of 30kJ/cm, the CGHAZ consisted of lath martensite and then the sizes of prior austenite grain, packet and lath width decreased with deformation. In addition, the fraction of particle increased with deformation and this is because the precipitation kinetics was accelerated by deformation. Meanwhile, the Vickers and nanoindentation hardness of deformed CGHAZ with 30kJ/cm heat input were higher than those of undeformed CGHAZ, which are due to the effect of grain refinement and precipitation strengthening.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.88.1-88.1
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• 2011

SOFC는 사용되는 셀의 디자인에 따라 튜브형, 평판형으로 구분되어진다. 평판형의 경우에는 전해질 지지형(ESC), Anode 지지형(ASC) 및 금속 지지형(MSC)로 크게 나눌 수 있다. SOFC 스택은 이와 같은 셀과 밀봉재, 집전체, 분리판의 구성요소를 여러 장으로 적층하여 이루어진다. SOFC 발전시스템은 SOFC 스택과 EBOP, MBOP로 구성되는데, SOFC 발전시스템의 상용화를 위해 선행되어야 할 것은 스택의 안정적 출력 및 신뢰성 확보이다. 즉, 셀, 밀봉재, 분리판 및 집전체로 대변되는 구성요소들이 스택에 장착되었을 때 그 기능을 최대한 발휘하면서도 점진적 또는 급격한 품질저하가 발생되지 말아야 한다. 특히, 밀봉재의 경우 SOFC에 사용되는 연료와 공기의 혼합(Cross-over)을 방지하는 중요한 기능을 담당하고 있으며 여러 장 적층된 분리판의 전기적 단락을 방지해야 한다. 또한 SOFC의 특성상 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 다른 구성요소와 화학적 반응이 없어야하고 열싸이클(Thermal cycle)을 견딜 수 있도록 충분한 기계적 강도가 보장되어야 하는 등 요구되는 품질기준이 엄격하다. SOFC의 밀봉재는 접합형(Brazing), 압착형(Compressive), 용융-고정형(Glass-ceramic)이 대표적으로 적용되고 있다. 이 중에서 Brazing 물질과 방법은 현재 활발히 연구가 수행 중에 있지만 범용적으로 사용되고 있지는 않은 상태이고 Compressive 밀봉재와 Glass-ceramic 밀봉재가 대면적 SOFC 스택에 사용되어 적용 가능성을 평가받고 있다. 본 연구에서는 SOFC 구성요소의 국산화를 추진하는 지경부과제의 결과물 중 (주)써모텍에서 개발한 Glass-ceramic 밀봉재(RC1) 단품에 대한 특성평가와 실제 단전지 평가를 통해 SOFC 스택 적용 가능성을 평가하였다. 밀봉재 단품에 대한 특성평가는 용융특성, 상분석, 열팽창계수 등의 물리적, 화학적 평가 외에 가스 누설 정도를 평가하는 기밀도 평가와 SOFC의 작동 온도인 $700^{\circ}C$와 상온 분위기를 주기적으로 인가하는 Thermal cycle 특성을 평가하였다. 셀을 한 장 사용하는 단전지(Unit cell) 평가는 RIST에서 자체 제작한 $100{\times}100mm^2$ 평판형 ASC 셀을 사용하여 수행하였으며, 밀봉재는 Dispensing 공정을 통해 구성되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.395-403
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• 2006

최근 건설되는 강교량은 지간의 장대화 및 교량으로서의 기능은 물론이고 외적 조형미, 유지관리, 공사기간과 수명주기 비용 등을고려한 구조적 단순함을 요한다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 극후판이나 TMCP 강과 같은 고성능 강의 사용이 요구된다. TMCP (Thermo-Mechanical Control Proces)법에 의해 제조되는 TMCP 강은 탄소당량이 적고, 조직이 미세하며, 강도 및 인성이 좋다. 최근에는 인장강도 60MPa급의 고강도 TMCP 강인 SM570-TMC 강이 개발되어 토목구조물에 일부 적용되고 있으며, 점차 그 영역을 확장하려는 추세에 있다. 하지만 이러한 고강도 TMCP 강을 강구조물에 적용하기 위해서는 그 재료적 특성뿐만 아니라 용접 시 발생하는 접합부의 역학적 특징을 명확히 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 고온인장실험을 통해서 SM570-TMC 강의 고온시의 기 계적 특성을 조사하였고, 이를 잔류응력 특징을 명확히 하였다.