• Journal of Welding and Joining
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• 제21권7호
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• pp.49-58
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• 2003

It has been well known that ductile fracture of steel is accelerated by triaxiality stresses. The characteristics of ductile crack initiation in steels are evaluate quantitatively using two-parameter criterion based on equivalent plastic strain and stress triaxiality. Recently, the characteristics of critical crack initiation of steels are quantitatively estimated using the two-parameter, that is, equivalent plastic strain and stress triaxiality, criterion. This study is paid to the fundamental clarification of the effect of geometrical heterogeneity and strength mismatching, which can elevate plastic constraint due to heterogeneous plastic straining, and loading rate on critical condition to initiate ductile crack using two-parameter. Then, the crack initiation testing were conducted under static and dynamic loading. To evaluate the stress/strain state in the specimens especially under dynamic loading, thermal elastic-plastic dynamic FE-analysis considering the temperature rise was used. The result showed that the critical global strain to initiate ductile fracture in specimens with strength mismatch under various loading rate cu be estimated based on the local criterion, that is two-parameter criterion obtained on homogeneous specimens under static tension, by mean of FE-analysis taken into account accurately both strength mismatch and dynamic loading effects on stress/strain behavior.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2011

The Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells have been achieved until almost 20% efficiency by NREL. These solar cells include chemically deposited CdS as buffer layer between CIGS absorber layer and ZnO window layer. Although CIGS solar cells with CdS buffer layer show excellent performance, the short wavelength response of CIGS solar cell is limited by narrow CdS band gap of about 2.42 eV. Taking into consideration the environmental aspect, the toxic Cd element should be replaced by a different material. Among Cd-free candidate materials, the CIGS thin film solar cells with ZnS buffer layer seem to be promising with 17.2%(module by showa shell K.K.), 18.6%(small area by NREL). However, ZnS/CIGS solar cells still show lower performance than CdS/CIGS solar cells. There are several reported reasons to reduce the efficiency of ZnS/CIGS solar cells. Nakada reported ZnS thin film had many defects such as stacking faults, pin-holes, so that crytallinity of ZnS thin film is poor, compared to CdS thin film. Additionally, it was known that the hetero-interface between ZnS and CIGS layer made unfavorable band alignment. The unfavorable band alignment hinders electron transport at the heteo-interface. In this study, we focused on growing defect-free ZnS thin film and for favorable band alignment of ZnS/CIGS, bandgap of ZnS and CIGS, valece band structure of ZnS/CIGS were modified. Finally, we verified the photovoltaic properties of ZnS/CIGS solar cells.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.684-685
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• 2013

p-형 반도체인 Cu(In,Ga)$Se_2$ (CIGS) 광 흡수 층은 이보다 에너지 밴드 간격이 큰 n-형 반도체와 이종 접합을 형성한다. 흡수층과 윈도우층 사이의 결정구조 차이와 밴드갭 에너지 차이를 완화시키기 위해 버퍼층이 필요하다. 버퍼층을 형성하는 물질로 화학적 용액 성장법(Chemical Bath deposition)을 사용한 CdS가 많이 적용되어 왔으나 Cd의 유해성 및 습식 공정으로 인한 연속공정에 대한 어려움이 있다. 따라서 버퍼층을 Cd을 포함하지 않는 ZnS, $In_2S_3$, (Zn, Mg)O 등과 같은 물질로 대체하여 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition), 펄스레이져증착법(Pulsed Laser Deposition), 스퍼터링(sputtering) 등과 같은 건식으로 성장시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $ZnO_{1-x}S_x$ ($0.2{\leq}x{\leq}0.4$)를 반응성 스퍼터링으로 증착하여 큰 밴드갭 에너지와 높은 광투과율를 갖는 버퍼층을 제작하였다. CIGS 박막의 손상을 줄여주기 위하여 RF 파워는 240, 200, 150, 100 W로 변화시켰다. CIGS 태양전지의 I-V 측정 결과, RF 파워가 150 W일 때 10.7%의 가장 높은 변환 효율을 보였고, 150 W 이상에서는 파워가 증가할 때 단락전류는 감소하였으며 개방전압은 다소 증가하였다. 반면 100 W에서 단락전류는 다소 증가하는 것에 반해 개방 전압이 급격히 낮아졌다. 이것은 파워에 따라 결합되는 산소의 양이 다르기 때문으로 생각된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권6호
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• pp.63-69
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• 2010

The pre-heat free consumables for GMAW, SAW and FCAW processes that matche with the Cu-bearing PFS-700 steel which has yield strength over 700MPa were developed and evaluated to see the suitability in military such as submarine and battle ship. Explosion Bulge Test underwater was developed and applied to see the reliability of welded structure. All welding was conducted without pre-heat before welding, the interpass temperature was below $150^{\circ}C$ for all welding conditions. Tensile strength for the weld metal in GMAW, SAW and FCAW process is 887MPa, 875MPa and 813MPa, respectively, these values are similar to the base metal of PFS-700 steel of 838MPa. EBT results in GMAW, SAW and FCAW show 14.0%, 14.02% and 15.9% reduction of thickness without generation of crack, respectively and stand-off distance was set up properly to have over 14.0% reduction of thickness. Through EBT results, the developed new consumables are applicable to the weapon systems such as submarine and battle ship.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권4호
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• pp.9-14
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• 2007

본 연구에서는 가속화 조건에서의 비전도성 접착제가 사용된 플립칩 패키지의 열적 신뢰성에 관하여 평가하였다. 실리콘 칩에 $17{\mu}m$두께의 Au 범프를 형성하고 무전해 Ni/Au 도금과 Cu 패드의 두께가 각각 $5{\mu}m$와 $25{\mu}m$로 형성된 연성 기판을 사용하여 플립칩 패키지를 형성하였다. 유리전이온도가 $72^{\circ}C$인 비전도성 접착제를 사용하여 플립칩을 접합시킨 후 열충격 시험과 항온항습 시험을 실시하였다. 열충격 싸이클과 항온항습 유지 시간이 증가할수록 플립칩 패키지의 전기 저항이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 Au 범프와 Au 범프 사이의 균열, 칩과 비전도성 접착제 또는 기판과 비전도성 접착제 사이의 층간 분리에 의한 것으로 사료된다. 또한 항온항습 하에서의 전기 저항의 변화가 열충격하에서 보다 큰 것을 확인할 수 있었다. 따라서 비전도성 접착제가 사용된 플립칩 패키지는 온도보다 습기에 더욱 민감하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.112-112
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• 2008

박막형 태양전지에 관한 연구는 1954년 D.C. Reynolds 가 단결정 CdS 에서 광기전력을 발견하면서부터 시작되었다. 고효율 단결정 규소 태양전지가 간편하게 제작되고 박막형 태양전지의 수명문제가 대두되어 한때는 연구가 중단되어지기도 하였으나, 에너지 문제가 심각해지면서 값이 저렴하고 넓은 면적에 쉽게 실용화 할 수 있는 박막형 태양전지에 많은 관심을 가지게 되었다. 박막형 태양전지에 사용되는 CdS는 II-VI 족 화합물 반도체로서 에너지금지대폭이 2.42eV인 직접천이형 n-type 반도체로서 대부분의 태양광을 통과시킬 수 있으며 가시광선을 잘 투과시키고 낮은 비저항으로서 광흡수층인 CdTe/$CuInSe_2$ 등과 같이 태양전지의 광투과층(윈도레이어)으로 널리 사용되고 있다. 이러한 이종접합 박막형 태양전지의 효율을 높이기 위해선 윈도레이어 재료인 CdS 박막의 낮은 전기 비저항치와 높은 광 투과도 값이 요구되어지고 있다. CdS 박막의 제작방법으로는 spray pyrolysis법, 스크린프린팅, 소결법, puttering법, 전착법, CBD(chemical bath deposition)법 및 진공증착법 등의 여러 가지 방법들이 보고되었다. 이 중 sputtering의 경우, 다른 방법들에서는 얻기 어려운 매우 얇은 두께의 박막 증착이 가능하며, 균일성 또한 우수하다. 또한 대면적화가 용이하여 양산화 기술로는 다른 제조 방법들에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 sputtering에 의해 증착한 CdS의 박막에 광투과도 등의 향상을 위하여 CMP( chemical mechanical polishing) 공정을 적용하여 표면 특성을 개선하고자 하였다. 그 기초적인 자료로서 CdS 박막의 CMP 공정 조건에 따른 연마율과 비균일도, 표면 특성 등을 ellipsometer, AFM(atomic force microscopy) 및 SEM(scanning electron microscope) 등을 활용 하여 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권1호통권38호
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• pp.63-72
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• 2006

최근에 모바일 기기의 사용이 늘어남에 따라 굽힘 응력에 대한 패키지 접합부의 신뢰성에 대한 관심이 다시 높아지고 있다. 기존의 굽힘실험은 생산공정 및 운반 등에 파손을 방지하기 위해서 수행되었으나 최근에는 모바일 기기의 이동 및 사용에 따라 발생되는 응력에 대한 저항성 평가나 드롭시험의 대용으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 정확한 4점 굽힘 실험 방법을 도입하여 유연 솔더 조인트와 무연 솔더 조인트의 굽힘 피로 시험에 대한 저항성을 평가하고, 단면 관찰과 유한요소법을 이용한 해석을 수행하였다. 높은 하중이 작용하게 되면, 유연 솔더 조인트가 보다 긴 피로수명을 갖으며, 낮은 하중이 작용할 때는 무연 솔더 조인트가 긴 수명을 가지게 된다. 크랙은 시편의 외각에서 발생되어 안쪽으로 진행하게 되며, 소성변형이 손상의 대부분을 자치하게 된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제23권3호
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• pp.61-67
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• 2005

Since lead (Pb)-free solders for electronics have higher melting points than that of eutectic Sn-Pb solder, they need higher soldering temperatures. In order to decrease the soldering temperature we tried to coat Sn-Bi layer on $Sn-3.5\%Ag$ solder by electroplating, which applies the mechanism of transient liquid phase bonding to soldering. During heating Bi will diffuse into the $Sn-3.5\%Ag$ solder and this results in decreasing soldering temperature. As bonding samples, the 1608 capacitor electroplated with Sn, and PCB, its surface was finished with electroless-plated Ni/Au, were selected. The $Sn-95.7\%Bi$ coated Sn-3.5Ag was supplied as a solder between the capacitor and PCB land. The samples were reflowed at $220^{\circ}C$, which was lower than that of normal reflow temperature, $240\~250^{\circ}C$, for the Pb-free. As experimental result, the joint of $Sn-95.7\%Bi$ coated Sn-3.5Ag showed high shear strength. In the as-reflowed state, the shear strength of the coated solder showed 58.8N, whereas those of commercial ones were 37.2N (Sn-37Pb), 31.4N (Sn-3Ag-0.5Cu), and 40.2N (Sn-8Zn-3Bi). After thermal shock of 1000 cycles between $-40^{\circ}C$ and $+125^{\circ}C$, shear strength of the coated solder showed 56.8N, whereas the previous commercial solders were in the range of 32.3N and 45.1N. As the microstructures, in the solder $Ag_3Sn$ intermetallic compound (IMC), and along the bonded interface $Ni_3Sn_4$ IMC were observed.

• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.276-280
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• 2017

This study was carried out to evaluate the developed microstructures and mechanical properties of friction welded A6063 alloy. For this work, specimens were prepared at a size of 12 mm ${\O}{\times}80mm$, and friction welding was carried out at a rotation speed of 2,000 RPM, friction pressure of $12kgf/cm^2$ and upset pressure of $25kgf/cm^2$. To perform an analysis of the grain boundary characteristic distributions, such as the grain size, orientation and misorientation angle distributions, the electron back-scattering diffraction method was used. In addition, in order to identify the dispersed intermetallic compounds of the base and welded materials, transmission electron microscopy was used. The experimental results found that the application of friction welding on A6063 led to significant grain refinement of the welded zone relative to that of the base material. Besides this, intermetallic compounds such as AlMnSi and $Al_2Cu$ were found to be dispersed with more refined size relative to that of the base material. This formation retains the mechanical properties of the welds, which results in the fracture aspect at the base material zone. Therefore, based on the developed microstructures and mechanical properties, the application of friction welding on A6063 could be used to obtain a sound weld zone.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.10-15
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• 2016

In this paper, novel ball grid array (BGA) interconnection process using solderable anisotropic conductive adhesives (SACAs) with low-melting-point alloy (LMPA) fillers have been developed to enhance the processability in the conventional capillary underfill technique and to overcome the limitations in the no-flow underfill technique. To confirm the feasibility of the proposed technique, BGA interconnection test was performed using two types of SACA with different LMPA concentration (0 and 4 vol%). After the interconnection process, the interconnection characteristics such as morphology of conduction path and electrical properties of BGA assemblies were inspected and compared. The results indicated that BGA assemblies using SACA without LMPA fillers showed weak conduction path formation such as solder bump loss or short circuit formation because of the expansion of air bubbles within the interconnection area due to the relatively high reflow peak temperature. Meanwhile, assemblies using SACA with 4 vol% LMPAs showed stable metallurgical interconnection formation and electrical resistance due to the favorable selective wetting behavior of molten LMPAs for the solder bump and Cu metallization.