• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.274-274
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• 2010

한국은 국제핵융합실험로 (ITER) 사업에 참여하고 있으며, 삼중수소 증식을 시험하기 위한 시험 모듈(TBM, Test Blanket Module)로서 HCML (Helium Cooled Molten Lithium) TBM을 설계, 개발하고 있다. 헬륨 및 액체 리튬을 냉각재와 증식재로 사용하는 개념으로, 구조재로서 Ferritic Martensitic (FM) 강이 사용될 예정이다. 특히, HCML TBM의 일차벽은 중성자 및 플라즈마로부터 입사되는 입자들을 차폐하기 위한 Be 차폐체와 FM강으로 구성되어 있으며, 일차벽 제작법 개발을 위해서는 Be과 FM강 간의 접합과 FM강 간의 접합 방법이 개발되어야 한다. FM강 간의 접합은 기존의 연구를 통해 접합 조건이 이미 도출되었고, 고열부하 시험을 통해 검증 완료한 상태이다. 그러나, Be과 FM강 간의 접합은 현재 개발단계에 있다. 본 논문에서는 고려 중인 구조재와 Be 차폐체 사이의 접합법 개발을 위해, 고온등방가압(HIP, Hot Isostatic Pressing) 조건을 도출하고, 운전조건과 유사 혹은 가혹한 조건에서 고열부하를 인가하여, 그 건전성을 평가하는 일련의 과정을 기술하였다. 본 연구에서는 Be과 FM강 간의 접합법 개발 및 검증을 위해 제작된 $80{\times}80{\times}1$ Be/FM강 mock-up을 국내에서 구축된 고열부하 시험 장비인 KoHLT를 활용하여 수행한 고열부하 시험에 대한 것이다. 본 mock-up은 $80{\times}80{\times}10mm(t)$의 Be tile 3개를 동일 크기에 두께가 각각 25mm와 50 mm인 FM강과 스테인레스강에 접합된 것으로, 고열부하 장비에 설치하여 고열부하 시험을 수행하였다. 냉각수의 온도 및 속도는 25 C, 0.15 kg/sec로 유지되었고, 열부하는 $0.5\;MW/m^2$로 유지하였다. 시험 조건에 대한 예비해석을 통해, 가열시의 온도 및 stress, strain 분포를 얻었고, 이를 통해, cycle to failure 값을 도출하였다. 1000 사이클의 가열 실험을 마친후 초음파를 활용한 접합 계면의 결함확인 및 파괴검사를 통한 접합 건전성을 확인하였다. 3가지 접합법 모두 일부 접합면이 이탈되었으며, 향후 보다 건전한 접합방법 개발이 진행되어야 할 것으로 보인다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.20 no.5
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• pp.52-54
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• 2002

저온균열은, 대한용접학회에서 발간한 '용접.접합용어사전'에 의하면, '용접 후 용접부의 온도가 대체로 $200^{\circ}C$ 이하의 저온에서 발생하는 균열을 총칭한다. 경우에 따라서는 실온까지 냉각한 후 일정한 기간이 경과한 후에 발생하기도 하며, 이러한 균열을 지연균열(delayed cracking)이라고 한다'로 되어 있다. 이들 저온균열의 발생에는 주로 구속응력과 경화조직 및 확산성수소가 영향을 미치고 있으며, 그 종류는 위에서 언급한 지연균열 외에 라멜라 테어링, 변형균열, 칭균열형 저온균열 등이 있다. 본 기술강좌에서는 용접부의 저온균열에 대하여 지연균열과 그 외의 저온균열로 나누어 2회에 걸쳐 소개하기로 한다.하기로 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.759-761
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• 2012

초음파는 정보 측정분야와 에너지를 이용한 용접 및 가동 등에서 널리 사용되고 있으며 최근에는 이 종금속 접합방법에 있어 초음파 에너지를 이용한 용접이 사용되고 있다. 진공유리 최종공정인 배기공정에 있어 연납과 유리의 접합에 초음파 에너지를 사용하고 있는데 초음파 접합기 하단부의 O링이 열에 의해 변형이 되어 기밀이 유지되지 않게 된다. 본 연구에서는 혼 하단부와 O링의 온도를 최적으로 유지하기 위해 냉각유로를 설치하여 O링의 온도에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.18 no.4
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• pp.11-18
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• 2011

The quantitative interfacial adhesion energy of the Cu-Cu direct bonding layers was evaluated in terms of the bonding temperature and Ar+$H_2$ plasma treatment on Cu surface by using a 4-point bending test. The interfacial adhesion energy and bonding quality depend on increased bonding temperature and post-annealing temperature. With increasing bonding temperature from $250^{\circ}C$ to $350^{\circ}C$, the interfacial adhesion energy increase from $1.38{\pm}1.06$ $J/m^2$ to $10.36{\pm}1.01$ $J/m^2$. The Ar+$H_2$ plasma treatment on Cu surface drastically increase the interfacial adhesion energy form $1.38{\pm}1.06$ $J/m^2$ to $6.59{\pm}0.03$ $J/m^2$. The plasma pre-treatment successfully reduces processing temperature of Cu to Cu direct bonding.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.12
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• pp.2662-2669
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• 2002

Recently structural applications of adhesive bonding method have been increased extensively in automobile industry. Adhesively-bonded joints which are used in automobile field are exposed to various environmental conditions. In this study, several environmental factors were concerned to evaluate their effects on the adhesive strength such as air temperature, water temperature, exposed time in water. The specimens are exposed for 1, 10 and 100 hours at various air temperatures to evaluate the effects of the air and water temperature on the adhesive strength. It is proved that the adhesive strength decrease with rising the air and water temperature, and the adhesive strength decrease steeply at the higher temperature with increasing the exposure time in water.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2004.05a
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• pp.136-137
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• 2004

석유나 가스 등의 자원을 안정적으로 수송하기 위하여 사용하는 라인 파이프는 그 사용 환경에 따라서 다양한 소재 특성을 필요로 하며, 한랭지역에서 사용되는 경우에는 낮은 온도에서도 충분한 인성을 유지할 수 있는 높은 인성을 요구하고 있다. (중략)

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2004.05a
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• pp.232-233
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• 2004

강구조물 제작 시 용접프로세스에 의해 용접부 근방에 불균일한 온도분포가 발생하여 용접변형이 발생된다. 이러한 용접변형은 좌굴강도와 피로강도를 저하시킬 뿐 아니라 구조물의 크기와 형상을 변화시켜 이를 교정하거나 수정하기 위해 추가작업을 실시해야함으로 생산성을 저하시키는 주요한 요인이 되고 있다. (중략)

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2005.11a
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• pp.32-34
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• 2005

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.81-81
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• 2009

최근 휴대폰, 노트북 등과 같은 소형 멀티미디어 기기의 사용이 증가함에 따라 전자 패키징 산업은 경박단소화를 요구하고 있습니다. 더불어 전기적 신호의 손실을 줄이기 위해 전기, 전자산업체에서는 가볍고 굴곡성이 우수한 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)과 가격이 싸고 신뢰성이 입증된 경성인쇄회로기판(Rigid Printed Circuit Board, RPCB)의 전극간 접합에 많은 관심을 보이고 있습니다. 기존에 연성인쇄회로기판과 경성인쇄회로기판을 접합하는 방식으로는 connector를 이용한 체결법이 사용되고 있지만 완성품의 부피가 커지고 자동화 공정이 힘들며 I/O 개수가 제한적이어서 신호전달에 취약한 단점이 있습니다. 또한, 최근 FPCB를 RPCB에 접합하는데 interconnection으로 이방성 도전 필름(Anisotropic conductive film, ACF) 또는 비전도성 필름(Non-conductive film)이 널리 사용되고 있습니다. 하지만 필름의 가격이 비싸고, 낮은 전기 전도도를 보이며, 신뢰성 특성이 낮다는 단점을 가지고 있습니다. 본 실험에서는 기존의 connector 방식과 접착 필름을 이용한 방식을 대체하기 위하여 솔더를 interlayer로 이용하여 열과 압력으로 접합하는 방법에 대하여 연구하였습니다. 실험에 사용된 솔더의 조성은 Sn-3.0Ag-0.5Cu (in wt%)이고, RPCB와 FPCB의 표면처리는 ENIG로 하였습니다. 접합 온도와 접합 시간에 따라 최적의 접합 조건을 도출하고자 하였고, 접합된 시편을 가지고 신뢰성 테스트를 진행하였습니다. $85^{\circ}C$/85% 고온고습 시험과 고온 방치 시험을 통하여 접합부의 신뢰성을 테스트 하였고, 90도 Peel test로 기계적 접합 강도를 측정하였고, 파괴 단면을 Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-dispersive spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 분석하였습니다.