• 대한금속재료학회지
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• 제49권8호
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• pp.642-648
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• 2011

This paper describes an experimental study on ultrasonic welding of similar and dissimilar metals. There are optimum welding conditions which are found for welding of Al/Al and Al/Cu. It evaluated weldability using tensile test, SEM observation and EDX-ray analysis. Both ultrasonic welding of Al/Al and Al/Cu have amplitude as the variable factor. Al/Cu welding was examined again with welding time as variable factor to find the best conditions. The more welding time or amplitude increase, the better weldability. The optimum conditions for ultrasonic welding of Al/Al were formed at pressure 0.25 MPa, welding time 0.25 sec, amplitude 90%. Pressure 0.25 MPa, welding time 0.4 sec, amplitude 80% are optimized for Al/Cu ultrasonic metal welding and solid-state diffusion generated by ultrasonic vibration and frictional heat is confirmed at the welded interface.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권3호
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• pp.13-19
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• 2018

본 연구에서는 태양광 접속함 모듈 적용을 위한 유연 솔더(Sn-Pb) 및 무연 솔더(Sn-3.0Ag-0.5Cu 및 Sn-1.0Ag-0.7Cu-1.6Bi-0.2In)의 특성을 비교 평가하였다. 접속함 내에는 전압 및 전류 검출용 모듈, 고내압용 다이오드가 실장된 정류모듈 등 다양한 모듈이 내장되어있다. 본 연구에서는 솔더링특성, 인쇄성, 솔더형상 검사, X-ray를 이용한 솔더 내 void 검사 및 접합강도를 측정하였고, 무연 솔더 합금의 공정최적화는 step 1과 step 2로 구분하여 검토를 실시하였다. Step 1은 유연 솔더와 무연 솔더 페이스트 인쇄 검사 시험을 1차와 2차로 나누어 실험을 진행하였고 printability는 void 함량 및 접합강도의 상관관계로 검토하였다. 전체적으로 유연 솔더의 특성은 무연 솔더에 비하여 상대적으로 우수하였다. Step 2는 리플로우 공정의 최고점 온도 변화에 따른 접합부 특성 변화를 관찰하였다. 리플로우 최고 온도가 증가할수록 접합부 내의 void 함량이 2~4% 정도 감소하였고, 접합강도는 약 0.5 kgf 범위내에서 큰 차이 없이 나타났다. 기판 표면처리종류에 있어서는 ENIG 표면처리가 OSP 및 Pb-free 솔더 표면처리보다 우수한 접합강도를 나타내었다. 1종류의 무연솔더와 OSP 표면처리로 접합된 태양광 접속함 모듈의 500 싸이클 열충격 신뢰성시험 전후에 전기적 특성변화는 0.3% 내의 범위에서 안정적으로 작동함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8679-8683
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• 2015

세라믹은 고온에서 뛰어난 내마모성, 내부식성을 가지기 때문에 산업적 응용에 있어서 널리 사용된다. 세라믹은 금속과 비교해서 고온에서 더 큰 강도를 가지고 있고, 더 낮은 열전도도 및 열팽창 계수를 가진다. 그러나, 세라믹이 가진 취성의 성질은 전기전자산업과 고온에서의 구조적 적용에의 넓은 적용을 제한한다. Ti 활성금속과 STS304를 IBAD 기술을 이용해서 동시에 증착시켜 STS304 스테인레스강에 $Al_2O_3$(알루미나)의 브레이징 접합강도에 어떤 영향을 미치는지 알아보았으며, 시험편들은 Ti 타겟과 Ti+ STS304 타겟 두 종류를 이용하여 두께를 변화시켜가며 증착하였다. 브레이징 접합을 위한 삽입금속으로는 일반적으로 사용되는 Ag-Cu 공정조성의 합금이 사용되었다. 브레이징 접합품의 강도는 Ag-Cu 삽입금속과 알루미나 사이의 반응층의 두께와 반응 생성물 조직에 의해 결정되며, 본 실험에서는 계면 반응의 메커니즘을 보다 구체화하고 계면 반응에 의한 경사기능성의 접합계면을 더욱 향상시키는 결과를 얻고자 한다.

• 전자공학회논문지D
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• 제35D권9호
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• pp.20-25
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• 1998

대면적 평탄화 및 미세패턴형성기술로 각광받고 있는 CMP(chemical mechanical polishing) 공정을 이용하여 SiO₂ trench 패턴의 피치크기와 밀도에 따른 Cu의 평탄화 과정과 평탄화 이후의 표면 profile을 AFM(atomic forced microscopy)으로 측정하고 분석하였다. 실험결과, 평탄화 초기 연마율은 패턴밀도가 높고 피치크기가 작을수록 연마율이 증가하였으며, 초기 평탄화 이후 연마율이 급속히 감소함을 알 수 있었다. 말기 평탄화 이후, 전체 패턴의 평균 rms roughness는 120Å이었다. 그러나, 패턴피치 크기가 2㎛ 이하이고, 50% 패턴밀도를 갖는 패턴의 경우에는 Cu의 일부분이 120∼330Å 정도의 깊이로 떨어져 나가는 현상과 SiO₂와 Cu의 경계면에 oxide erosion 현상이 나타났으며, 패턴 피치 크기가 10㎛ 및 15㎛에서는 Cu와 SiO₂경계면 부분에 Cu가 260∼340Å 정도로 trench 되어 있는 것을 볼 수 있었다. 또한, SiO₂와 Cu의 패턴내부 및 접합면에서 생기는 수백 Å이하의 peeling 및 deeping 현상의 원인과 해결방안에 대해 논의하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.807-812
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• 1998

Sn-Bi-X(X:2Cu, 2Sb, 5In) 계 땜납과 Cu 기판과의 계면반응 및 기계적성질에 대하여 고찰하였다. Cu판과 땜납의 접합부는 $100^{\circ}C$에서 60일까지 열처리하여 광학현미경, SEM, EDS,분석을 통하여 시효처리에 따른 미세조직과 계면반응을 분석하였으며, 인장강도 및 연신율은 제조된 시편을 30일까지 열처리 한 후 0.3mm $\textrm{min}^{-1}$로 인장하여 시험하였다. 미세조직 분석결과 Cu의 첨가로 미세조직이 미세화 됨을 알 수 있으며, 계면에 형성된 화합물은 첨가원소에 따라 다르게 나타났다. 인장시험 결과 열처리 초기에는 땜납쪽에서의 파괴가 발생하였으나 열처리 시간이 증가하면서 계면반응층고 땜납의 계면에서 파괴가 발생하였다. 열처리에 따른 인장강도는 Cu를 첨가한 경우에 가장 높은 값을 나타냈다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권3호
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• pp.51-56
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• 2015

솔더 조인트의 신뢰성 강화를 위해서 다양한 pad finish material이 사용되고 있으며, 최근에는 Electroless Ni Electroless Pd Immersion Gold (이하 ENEPIG) pad가 많이 사용되고 있다. 따라서, 본 연구는 상용화 되어 사용중인 Electrolytic Ni (soft Ni) pad와 최근 이슈가 되고 있는 ENEPIG pad에 대한 신뢰성 평가에 관한 것으로, 다양한 Cu 함량에 따른 거동을 관찰 하였다. Reflow 후 솔더와 pad간의 접합층은 $Cu_6Sn_5$에 Ni이 치환된 형태의 금속간 화합물로 구성되어 있었으며, ENEPIG pad의 경우, 접합층과 Ni layer 사이에 $Ni_3P$ (dark layer) layer가 관찰 되었다. 또한, Cu 함량에 따라 Dark layer의 두께를 제어할 수 있었다. 충격 낙하 시험 후, 파괴모드를 관찰한 결과 soft Ni pad와 ENEPIG pad에서 서로 다른 파괴모드가 관찰 되었으며, soft Ni의 경우, 1차 IMC와 2차 IMC 경계에서 파괴가 관찰 되었고, ENEPIG pad의 경우, dark layer에서 파괴가 관찰 되었다. IMC와 pad material, bulk 솔더와의 lattice mismatch에 의해 불안정한 계면이 존재하며, 이는 연속적인 외부 충격에 의해 가해진 열적, 물리적 스트레스를 IMC 계면으로 전송하기 때문에, 솔더의 신뢰성 향상을 위해서는 솔더 벌크의 제어와 IMC의 두께 및 형상의 제어는 필요하다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.49-55
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• 2011

전자기기에서의 고장 중 대부분은 작동 중 발생하는 열과 충격에 기인한다. 이 열과 충격은 PCB(Printed Board) 부품의 접합부 계면에 균열을 야기 시키고, 이 균열은 금속간 화합물(Intermetallic Compound: IMC)의 형성과 밀접한 관계를 가진다. 본 연구에서는 Sn-Ag-Cu계의 Ag함량을 변화한 Sn-1.0Ag-0.5Cu와 Sn-1.2Ag-0.5Cu 및 Sn-3.0Ag-0.5Cu의 3가지 조성의 솔더로 접합한 소재를 대상으로 1000시간 까지 등온시효(Isothermal Aging) 하였다. 등온시효 동 안 솔더(Solder)의 계면에 발생하는 IMC(Intermetallic Compound) 성장이 관찰되었으며, solder 접합부의 기계적 특성은 굽힘충격 시험법을 이용하여 평가되었다. 그 결과 시효처리 전에는 Ag 함량이 낮은 solder의 굽힘충격 특성이 우수하게 나타났으나, 시효처리 후에는 반대의 결과를 나타내었다. 이 결과는 IMC layer 주변에 생성된 미세한 $Ag_3Sn$ 및 조대한 $Cu_6Sn_5$와 관련되어, 미세한 $Ag_3Sn$이 충격을 완화한 것으로 나타나 이에 따라 굽힘충격 특성에 차이가 나타남을 알 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1995년도 특별강연 및 추계학술발표 개요집
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• pp.180-186
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• 1995

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2000년도 특별강연 및 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.95-96
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• 2000

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.231-233
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• 2003