• Journal of Welding and Joining
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• 제23권6호
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• pp.77-86
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• 2005

Low temperature bonding of the silicon and glass using the Spin-on Glass (SOG) has been conducted experimentally to figure out the effects of the SOG solution composition and process variables on bond strength using the Design of Experiment method. In order to achieve the high quality bond interface without rack, sufficient reaction time of the optimal SOG solution composition is needed along with proper pressure and annealing temperature. The shear strength under the optimal SOG solution composition and process condition was higher than that of conventional anodic bonding and similar to that of wafer direct bonding.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권2호
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• pp.36-43
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• 1999

The effect of microstructure on the fracture toughness of multi pass weld metal has been investigated. The micromechanisms of fracture process are identified by in-situ scanning electron microscopy(SEM) fracture observation using single edge notched specimen. The notches of the in-situ fracture specimens were carefully located such that the ends of the notches were in the as-deposited top bead and the reheated weld metal respectively. The observation of in-situ fracture process for as-deposited top bead indicated that as strains are applied, microcracks are formed at the interfaces between soft proeutectoid ferrite and acicular ferrite under relatively low stress intensity factor. Then, the microcracks propagate easily along the proeutectoid ferrite phase, leading to final fracture. These findings suggest that proeutectoid ferrite plays an important role in reducing the toughness of the weld metal. On the other hand, reheated regions showed that the microcrack initiated at the notch tip grows along the localized shear bands under relatively high stress intensity factor, confirming that reheated area showing momogeneous and fine microstructure would be beneficial to the fracture resistance of weld metal.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권1호
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• pp.69-74
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• 2015

첨단 전자기기에 사용되는 전자부품의 크기와 접속피치가 감소하면서 리플로우 공정 후 플럭스 잔사의 세정이 어려워짐에 따라 무세정 솔더 페이스트에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 SAC305 솔더분말과 에폭시 레진을 주성분으로 하는 경화성 플럭스를 혼합하여 제조한 에폭시 경화형 솔더 페이스트에 대하여 리플로우 공정성, 플럭스 잔사의 부식성, 솔더볼 및 보드레벨 BGA 패키지 솔더 접합부의 기계적 거동을 기존 로진계 솔더 페이스트와 비교하여 평가하였다. 에폭시 경화형 솔더 페이스트는 솔더 접합부 주변에 경화물 필렛을 형성한 것으로 보아 플럭싱 작용에 의해 솔더 접합부가 형성된 이후에 경화반응이 진행되는 것을 확인할 수 있었으며, 동판에 대한 젖음성 시험을 통해 기존상용 솔더 페이스트 정도의 납퍼짐성을 갖는 것을 알 수 있었다. 리플로우 후 동판에 대한 고온 고습 시험을 통해 에폭시 경화형 솔더 페이스트는 동판 부식을 전혀 발생시키지 않는 것으로 나타났는데, 이는 FT-IR 분석결과 에폭시 경화반응을 통해 단단히 고정된 결과로 생각되었다. 볼전단, 볼당김 및 다이전단 시험 결과, 솔더 접합부 주변에 형성된 경화물 필렛은 솔더 표면과 접착본딩을 형성하며, 다이전단강도를 15~40% 정도 향상시키는 것으로 보아 에폭시 경화형 솔더 페이스트는 플럭스 잔사 세정공정의 생략과 함께 솔더 접합부 보강효과를 통해 패키지 신뢰성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 생각되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.61-68
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• 2023

무연솔더에 Fe 입자를 첨가하여 Cu₃Sn 금속간화합물 성장을 억제하고 취성파괴를 방지하는 연구는 보고된 바 있으나 이러한 복합솔더를 TLP(transient liquid phase) 본딩에 적용한 경우는 아직 없다. 본 연구에서는 Sn계 무연솔더 내부에 Fe 입자의 함량을 적절히 조절하여 Sn-3.5Ag-15.0Fe 복합솔더를 제작하고 TLP 본딩에 적용하여 접합부 전체를 Sn-Fe 금속간화합물로 변화시킴으로써 고온 솔더로서의 적용 가능성을 탐색하였다. 접합공정 중에 형성되는 FeSn₂ 금속간화합물은 513℃의 고융점을 가지므로 사용 중 온도가 280℃까지 상승하는 전력반도체용 파워모듈에 안정적으로 적용이 가능하다. 칩과 기판에 ENIG(electroless nickel-immersion gold) 표면처리를 적용한 결과 접합부에 Ni₃Sn₄/FeSn₂/Ni₃Sn₄의 다층 금속간화합물 구조를 형성하였으며 전단시험시 파괴경로는 Ni₃Sn₄/FeSn₂ 계면에서 균열이 진전하다가 FeSn₂ 내부로 전파되는 양상을 보였다. TLP 접합공정 2시간 이후에는 30 MPa 이상의 전단강도를 얻었고 특히 200℃ 전단시험에서도 강도 저하가 전혀 없었다. 본 연구결과는 최근 활발히 연구되고 있는 전기자동차용 파워모듈에 적용할 수 있는 소재 및 공정으로 기대할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.751-762
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• 2022

강합성 교량에서 강 거더와 콘크리트 바닥판의 합성을 위한 전단연결재로는 용접접합 머리붙이 스터드가 주로 사용된다. 용접접합 전단연결재의 경우, 손상 또는 노후화된 바닥판 철거 시에 파쇄에 따른 소음, 비산먼지 등이 발생하여 환경적 문제가 지적되고 있다. 따라서 환경적 문제 및 생애주기비용 관점의 효율적인 유지관리를 위해서는 노후화된 콘크리트 바닥판의 교체가 용이한 분리식 전단연결재 개발이 필요하다. 기존의 볼트접합 전단연결재로는 매립너트 방식이 주로 연구되었으나 낮은 강성과 전단저항강도, 초기슬립 증가 등으로 교량과 같은 토목구조물에는 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 개선하기 위해 매립너트 부분이 스터드 기둥에 일체화되고 확대 기둥 하단에 테이퍼진 형상을 갖는 분리식 볼트접합 전단연결재를 제안하였다. 제안된 분리식 스터드볼트의 정적 전단강도와 슬립 변위에 대한 성능 검증을 위해 수평전단실험을 수행하였고, 기존 용접접합 스터드와 성능을 비교하였다. 제안된 분리식 볼트접합 전단연결재가 전단성능이 매우 우수하고, 슬립변위 또한 연성설계기준을 만족함으로써 기존 용접 스터드를 충분히 대체하여 적용 가능함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4072-4083
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• 2022

Ultrasonic impact treatment (UIT) is carried out on the Ni-based alloy stainless steel pipe gas tungsten arc welding (GTAW) girth weld, the differences of microstructure, microhardness and shear strength distribution of the joint before and after ultrasonic shock are studied by microhardness test and shear punch test. The results show that after UIT, the plastic deformation layer is formed on the outside surface of the Ni-based alloy overlayer, single-phase austenite and γ type precipitates are formed in the overlayer, and a large number of columnar crystals are formed on the bottom side of the overlayer. The average microhardness of the overlayer increased from 221 H V to 254 H V by 14.9%, the shear strength increased from 696 MPa to 882 MPa with an increase of 26.7% and the transverse average residual stress decreased from 102.71 MPa (tensile stress) to -18.33 MPa (compressive stress), the longitudinal average residual stress decreased from 114.87 MPa (tensile stress) to -84.64 MPa (compressive stress). The fracture surface has been appeared obvious shear lip marks and a few dimples. The element migrates at the fusion boundary between the Ni-based alloy overlayer and the austenitic stainless steel joint, which is leaded to form a local martensite zone and appear hot cracks. The welded joint is cooled by FA solidification mode, which is forming a large number of late and skeleton ferrite phase with an average microhardness of 190 H V and no obvious change in shear strength. The base metal is all austenitic phase with an average microhardness of 206 H V and shear strength of 696 MPa.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.181-183
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• 2006

This paper studies the mechanical behaviors of Sn-3.5Ag solder joint against substrate(such as Au/Ni/Cu, Au/cu, Ni/Cu and Cu pad) after induction heating, a new soldering method. It was found that the solder bump formation depends on the time and current of the induction heating system. Also the heating value of the solder bump were found to vary with respect to the thermal conductivity of the pads on the substrate. In case of Au/Ni/Cu pad and Au/Cu pad, solder bump's shear strength were high for the heating time of $1.5{\sim}2sec$. For Ni/Cu pad, solder bump's shear strength were found to increase with time increment.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.310-312
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• 2006

Self-piercing riveting(SPR) is becoming an important joining technique for automotive application of various material sheets and shapes. Fatigue behavior of SPR conections needs to be investigated experimentally and numerically to predict SPR fatigue lives. The simulations of various SPR specimens (Coach-Peel specimen, Cross-Tension specimen, Tensile-Shear specimen, Pure-Shear specimen) are performed to predict the fatigue life of SPR connections under different material combinations. Finite element models of various SPR specimens are developed using a FEMFAT SPOT SPR pre-processor. The fatigue lives of SPR specimens are predicted using a FEMFAT 4.4e based on the liner finite element analysis.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.316-318
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• 2007

Friction Spot Joining(FSJ) has a strong potential for aluminum alloy joining in automobile industries. The present paper focuses on the attempt to optimize the FSJ process for lap joining of A5052-H32 and A6061-T6 aluminum alloys. For A5052 maximum tensile shear strength has been observed for a tool rotating speed of 800rpm and for A6061 at 1000 rpm. Study on fracture modes of the tensile tested specimens of both A5052-H32 and A6061-T6 revealed, for high tensile strength values, plug fracture mode and lower tensile values, shear fracture mode. Above 2000 rpm distortion of the base metal, beside the tool shoulder was larger and plug fracture mode has been observed.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권8호
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• pp.1113-1119
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• 2003

Experimental and numerical analyses were performed to characterize the fatigue behavior of spot welded joints in suspension mounting of a passenger car body. Static and fatigue tests were carried out for the tensile-shear and cross-tension specimens. S-N curve and fatigue strengths were obtained from the fatigue test of various specimens. Nonlinear finite element analysis showed that fatigue behavior of spot welded joints could be well estimated in terms of Von Mises stress at the nugget edge. Fatigue behavior of spot welded joint was represented by Von Mises stress better than the fatigue load.