• Journal of Auto-vehicle Safety Association
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• 제13권2호
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• pp.30-34
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• 2021

Electrical failures and reliability problems of electronic components by ionic migration between adjacent device terminals have become an issue in automotive electronics. Especially unlike galvanic corrosion, ionic migration is occurred at high temperature and high humidity under applied electric field condition. Until now, although extensive studies of the ionic migrations dealing with PCBs, electrodes, and solders were reported, there is no study on the effect of insulation polymers and metallic fillers for ionic migration. In this research, therefore, ionic migration induced by the types and contents of polymers and metallic fillers, and variety conditions of temperature, humidity, and applied voltage was studied in detail. Ester and amide types of liquid crystal polymer (LCP) and poly (phthalamide) (PPA) were used as base polymers, respectively and compounded with the metallic fillers of Copper iodide (CuI), Zinc stearate (Zn-st), or Calcium stearate (Ca-st) in various compositions. The compounding polymers were fabricated in IPC-B-24 of SIR test coupon according to ISO 9455-17 with Cu electrodes for ionic migration test. While there is no change in LCP-based samples, ionic migration in PPA compounding sample with a high water absorption property was accelerated in the presence of 0.25 wt% or above of CuI at the environmental conditions of 85℃, 85% RH and 48V. The dendritic short-circuit growth of Cu caused by ionic migration between the electrodes on the surface of compounded polymers was systematically observed and analyzed by using optical microscopy and SEM (EDX).

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.96-96
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• 2018

금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• 제15권3호
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• pp.27-33
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• 2008

With increasing use of portable appliances such as PDA and cellular phone, changing environment of applications requires higher solder joint reliability. The ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) process has been widely used for fine pitch SMT (Surface Mount Technology) and BGA (Ball Grid Array) packaged devices due to its benefits including excellent solderability, high uniformity and substantial legibility throughout the packaging process. Its brittle fracture of solder, however, has received increasingly attentions. It was Down that fracture brittleness is mainly related with black pad resulting from galvanic nickel corrosion and P-enriched layer formation between the IMC (Intermetallic Compounds) and electroless nickel layer. Theoretically, smooth electroless Ni layer was blown to have a advantages in minimizing the black pad phenomenon by uniform solution exchange during immersion gold plating. Nevertheless, how to control the surface morphology of electroless Ni layer has been hardly blown. This study investigates an effect of surface morphology of Cu underlayer on surface morphology of electroless Ni layer. To obtain various kinds of surface morphology of Cu layer, two types of Cu etching chemical and a number of Cu etching treatment were applied.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2016

아연계 도금 강판은 우수한 내식성을 가지며 특히 아연의 희생방식기구에 의해 철의 부식을 억제하므로 선박, 건축자재, 전자기기 및 자동차 등 다양한 분야에서 그 수요와 사용범위가 증가하고 있다. 또한 도금 조성비 변화 및 다양한 표면처리 방법을 통해 가혹한 환경에서의 우수한 내식성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 갈바륨(Galvalume)은 55%의 알루미늄(Al)과 45%의 아연(Zn)으로 되어 있으며, 아연의 장점인 희생방식성과 내알카리성, 알루미늄의 장점인 내구성과 내열성, 내산성을 이상적으로 결합시킨 알루미늄(Al)-아연(Zn) 고내식 합금용융도금강판이다. 본 연구에서는 갈바륨 소재를 여러 산업현장에서 강관 형태로 사용할 경우의 내식성을 파악하기 위해 갈바륨 강관과 기존에 사용되고 있는 용융도금재인 용융아연도금 강관을 비교하며 실험을 진행하였다. 냉간압연강관에 용융아연도금 약 $25{\mu}m$, 갈바륨 약 $20{\mu}m$ 두께로 제작된 강관을 사용하였으며 제작된 도금층 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고, XRD 분석을 통해 결정 구조를 확인하였다. 또한 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 자연침지 시험 및 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극분극 시험을 진행하여 평가하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 용융아연도금의 경우 단면에서는 90시간, 표면에서는 260시간 경과 후 적청이 발생하였다. 반면, 갈바륨의 경우에는 단면에서 210시간 경과 후에 적청이 발생하였고, 표면의 경우에는 900시간 이상에서도 적청이 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 용융아연도금에 비해 갈바륨 도금의 내식성이 단면에서는 3배, 표면에서는 4~5배 이상 향상된 것으로 확인되었다. 또한 3% NaCl 용액 중 자연침지 시험 결과 용융아연도금 강관 표면은 24시간 경과 후 열화부를 중심으로 흑변하는 것을 확인할 수 있었으나 갈바륨의 경우에는 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 No Scribe 및 Scribe 시편 모두 외관상 변화가 거의 없었다. 단면의 경우, 용융아연도금 시편은 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 외관상 변화가 없었으며, 갈바륨 시편의 경우 300시간 경과 하면서 흰색의 아연 부식생성물이 나타났으나 900시간 이후로도 적청은 발생하지 않았다. 자연전위 측정결과 용융아연도금 및 갈바륨 시편 모두 유사한 전위거동을 나타냈지만 단면의 경우 갈바륨 시편이 용융아연도금에 비해 안정적인 거동을 보였다. 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극 분극 시험 결과 용융아연도금이 갈바륨에 비해 귀한 방향의 부식 전위 값을 나타냈으며, 부식 전류밀도도 용융아연도금이 갈바륨에 비해 더 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 염수분무시험, 자연침지시험 및 전기화학적 양극분극시험을 통해 종합적으로 분석-고찰하여 보면, 그 부식이 진행되는 과정은 융융아연도금과 달리 갈바륨 도금의 경우가 다단계적인 부식 과정을 거치면서 우수한 내식 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 즉, 갈바륨 도금은 그 도금 막에 분포된 합금상 원소 성분들이 상호 갈바닉(Galvanic) 작용하며 형성된 부식생성물이 수평적으로 자체 차단(Barrier) 역할을 하는 과정과 부분적 부식-회복 과정을 거치면서 다단계적으로 부식속도를 감소시키게 된다는 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of dental hygiene science
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• 제4권3호
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• pp.103-109
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• 2004

The present study prepared 72 test samples - 24 made of amalgam alloy, 24 of Verabond (Ni-Cr alloy) for crown and 24 of Talladium $^{TM}alloy$ for denture - according to the manufacturers' manuals and general method in consideration of the width of the mesial-distal dental crown of the lower $1^{st}$ molar and MOD cavity in clinics, put them in a 200 ml beaker containing 80 ml of artificial saliva, and measured their galvanic corrosion at distances of 0 mm, 7 mm and 40 mm after 7 days. Isolated metals in the electrolyte such as Cu, Ag, Ni, Cr, Sn, Zn and Hg were quantitatively analyzed with Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES, JY-50P, VG Elemental Co. France), and from the results were drawn conclusions as follows. First, Cu, Sn, Ag, Hg and Zn were highly advantageous when amalgam contacted gold alloy compared to Ni-Cr alloy for crown and Talladium alloy for denture. In addition, although gold alloy was finest in terms of oral tissue and biocompatibility, it was most disadvantageous when it was with amalgam. Second, when amalgam contacted gold alloy, heavy metals such as Ni and Cr were not isolated at all because gold alloy did not contain such elements but Sn was isolated as much as $227.1{\pm}18.0035{\mu}g/cm^2$ although it was not included in the composition either. Hg was also isolated. These elements are assumed to have been isolated from amalgam itself. Third, when amalgam alloy was apart from gold alloy 0 mm, 7 mm and 40 mm, Cu and Ag showed significance but Hg did not. This suggests that gold alloy must not be used together with amalgam, and must not be used between dissimilar prostheses regardless of distance. Fourth, when amalgam alloy contacted Ni-Cr alloy for crown, Ag was not isolated from the amalgam, but Zn, Ni, Sn, Hg and Cu were isolated in order of quantity. Significance was observed according to distance - 0 mm, 7 mm and 40 mm. Hg was not isolated but heavy metals Ni and Cr were isolated. If amalgam alloy was in the opposite arch or it was apart from Ni-Cr alloy for crown, the isolation Hg was less than that when amalgam alloy contacted Ni-Cr alloy for crown. Fifth, when amalgam alloy contacted Talladium alloy for denture, significance was observed at distances of 0mm, 7 mm and 40 mm. Hg was not isolated but heavy metals Ni and Cr were isolated. If amalgam alloy was in the opposite arch or it was apart from Talladium alloy for denture, the isolation Hg was less than that when amalgam alloy contacted Talladium alloy for denture. Sixth, according to the result of ICPES test on Cu, Sn, Ag, Hg, Zn, Ni and Cr of amalgam alloy, gold ally, Verabond and Talladium alloy when these alloys contacted artificial saliva, significance was observed in Cu and Hg. Seventh, when amalgam alloy contracted two non-precious metals Ni-Cr alloy for crown and Talladium alloy for denture in artificial saliva, significance was observed in the isolated by-products of Hg, Ni and Cr according to distance.