• Proceedings of the International Microelectronics And Packaging Society Conference
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• 2001.11a
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• pp.141-145
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• 2001

Sn-3.5Ag 무연 솔더에 Cu를 첨가한 3원계 합금을 만든 후 압연과 열처리한 후 크리프 특성을 연구하였다. 모든 솔더 합금에서 1차 크리프는 거의 관찰되지 않았으며, 2차와 3차 크리프가 대부분을 차지하였고, 최소 크리프 변형율은 Cu 함량이 0.75 wt %에서 최소이었고, 응력 지수는 약 4이었으며, 파단 시간 또한 0.75 wt% Cu에서 가장 길었다. 크리프 기구는 격자 확산에 의한 전위의 상승과 전위 활주에 의한 고온 크리프임을 앞 수 있었으며, Cu의 첨가는 1 wt% 가지 연성에 큰 영향을 주지 않았으나, 1.5 wt% 첨가했을 경우 연성은 크게 감소하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2006.10a
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• pp.169-171
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• 2006

Solderability and reaction properties were investigated for four Pb-free alloys as a function of Ag contents; Sn-4.0Ag-0.5Cu, Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-2.5Ag-0.5Cu, and Sn-1.0Ag-0.5Cu. The alloy of the lowest Ag content, i.e., Sn-1.0Ag-0.5Cu, showed poor wetting properties as the reaction temperature decreased to 230oC. Variation of Ag concentration in the Sn-xAg-0.5Cu alloy shifted exothermic peaks indicating the undercooling temperature in DSC curve. For the aging process at 170oC, the thickness of IMCs at the board-side solder/Cu interface increased with the Ag concentration.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.11 no.3 s.32
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• pp.47-53
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• 2004

Eutectic Au-20Sn(compositions are all in weight percent unless specified otherwise) solder alloys were soldered on the Ni substrate with various time and temperature. The composition, phase identification and morphology of intermetallic compounds(IMC) at the interface were examined using Scanning Electron Microscopy(SEM). There were two types of IMCs, $(Au,Ni)_3Sn_2$ and $(Au,Ni)_3Sn$ at the interface. The transition in morphology of $(Au,Ni)_3Sn_2$ has been observed at $300{\~}400^{\circ}C$. The morphology transition of $(Au,Ni)_3Sn_2$ is due to the decrease of enthalpy of formation of $(Au,Ni)_3Sn_2$ phase and has been explained well by Jackson's parameter with temperature. Because the number of diffusion channel is different at each soldering temperature, IMC thickness is nearly same at all temperature.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.34 no.4
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• pp.869-902
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• 1996

Flexion of a metal/ceramic fixed partial denture(EPD) frameworks under function can cause fracture of porcelain or deterioration of the cement seal. This study evaluated the flexion characteristics of three-unit mandibular FPD frameworks, repacing the second pre-molar under compressive load(200g, 400g). Testing was accompished with real-time holographic interferometry, using 6 porcelain fused-to metal frameworks. Tested alloys were non-precious alloy(Heracles, Holland), semi-precious alloy(Degudent U, Germany) and precious alloy(Degudent H, Germany). Changes of the fringe patterns according to the heat treatment(porcelain firing cycle), various loads(200g, 400g), occlusal forms(occlusal porcelain veneering, facial porcelain veneering), various alloys and post-soldering units were compared. Dental study model(Nissan dental products, Inc. D51DP-500A, Japan) and six 3-unit metal/ceramic fixed partial denture frameworks were used as experimental materials. 36 holograms were taken on fixed dental study model by using the 10mW He-Ne laser and real-time holographic interferometry. On the basis of this study, the following conclusions can be drawn : 1. In the frameworks for facial porcelain veneering, the semi-precious alloy framework was least deformed and precious alloy framework, non-precious alloy framework orderly before heat treatment, and the deformation was not shown great difference among three alloys after heat treatment and post-soldering. 2. In the frameworks for occlusal porcelain veneering, the precious alloy framework was greatest deformed and the deformation was not difference between semi-precious alloy framework and non-precious alloy framework before, after heat treatment, and the deformation was not shown great difference among three alloys after post soldering. 3. In the non-precious alloy frameworks for facial porcelain veneering and occlusal porcelain veneering, the deformation was greatly decreased after heat treatment and conversely increased after post-soldering. 4. In the semi-precious alloy framework for facial porcelain veneering, the deformation was not detectable after heat treatment and increased after post-solder. And in the frame-work for occlusal porcelain veneering, the deformation was slightly decreased after heat treatment and increased after post-soldering. 5. In the precious alloy framework for facial porcelain veneering, the deformation was greatly decreased after heat treatment and increased after post-soldering, And in the framework for occlusal porcelain veneering, the deformation was greatly decreased after heat treatment and decreased after post-soldering.

• Polymer(Korea)
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• v.34 no.1
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• pp.52-57
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• 2010

The low viscous epoxy resin(bisphenol F) with carboxylic acid as the reductants was introduced for high performance and reliability in the ACA with a low melting point alloy filler system. The curing characteristics of the epoxy resin and temperature dependant viscosity characteristic of epoxy resin at the melting temperature of LMPA were investigated by dynamic mode of differential scanning calorimetry (DSC) and rheometer, respectively. Based on these thermo-rheological characteristics of epoxy resin and LMPA, the optimum process system was designed. In order to remove the oxide layer on the surface of LMPA particle, three different types of carboxyl acid-based reductant were added to the epoxy resin. The wetting angles were about $18^{\circ}$ for carboxypropyldisilioxane, and $20.3^{\circ}$ for the carboxy-2-methylethylsiloxane, respectively.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.31 no.2
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• pp.191-205
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• 1993

In order to compare the strength of soldered joints relative to the various sol dering method, soldering processes were performed using Palladium based ceramo-metal alloy(Bond-on 4)and Nickel-cromium alloy(Vera Bond). The obtained data include difference in strength between presoldering and postsoldering The data also contain difference among postsoldered groups for 3 difference soldering methods(torch, infrared. Oven) The following results were obtained : 1. For postsoldering with Pd alloy, the oven-using group showed the highest strength while the difference in strength between the torch-using group and the infrared machine group was negligible. 2. For Pd alloy with the torch method, postsoldering resulted in the higher strength than presoldering. 3. There was a negligible difference in strength between presoldering and postsoldering when Ni-Cr alloy with torch method is used. 4. Through microscopic study of the fractured surfaces, the torch-using group showed more porosity than both the oven-using and the infrared machine groups. 5. In terms of fracturing patterns, the oven-using group showed adhesive failure while both the torch and the infrared machine groups showed cohesive failure and cohesive-adhesive failure.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.3
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• pp.29-35
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• 2003

The Sn-based lead-free solders with varying microstructure were prepared by changing the cooling rate from the melt. Bulky as-cast SnAg, SnAgCu, and SnCu, alloys were cold rolled and thermally stabilized before the creep tests so that there would be very small amount of microstructural change during creep (TS), and thin specimens were water quenched from the melt (WQ) to simulate microstructures of the as-reflowed solders in flip chips. Cooling rates of the WQ specimens were 140∼150 K/sec, and the resultant $\beta-Sn$ globule size was 5∼10 times smaller than that of the TS specimens. Subsequent creep tests showed that the minimum strain rate of TS specimens was about $10_2$ times higher than that of the WQ specimens. Fractographic analyses showed that creep rupture of the TS-SnAgCu specimens occurred by the nucleation of voids on the $Ag_3Sn$ Sn or $Cu_6Sn_5$ particles in the matrix, their subsequent growth by the power-law creep, and inter-linkage of microcracks to form macrocracks which led to the fast failure. On the other hand, no creep voids were found in the WQ specimens due to the mode III shear rupture coming from the thin specimens geometry.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.18-18
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• 2007

지난 수년 동안 Sn-3.0Ag-0.5Cu 합금은 전자산업의 표준 무연솔더 조성으로 전자제품의 제작에 사용되어져 왔으며, 그 신뢰성도 충분히 검증되어 대표적인 무연 솔더 조성으로의 입지를 굳혀왔다. 그러나 전자제품의 mobile화에 따른 내충격 신뢰성에 대한 요구와 최근의 급격한 Ag 가격의 상승은 Ag 함량의 축소에 의한 원가절감을 요청하게 되었으며, 이에 따라 소량의 Ag를 함유하는 솔더 조성 개발에 대한 연구가 산업 현장을 중심으로 절실히 요청되고 있다. Sn-Ag-Cu의 3원계 함긍에서 Ag는 합금의 융점을 낮추고, 강도와 같은 합금의 기계적 특성을 증가시키는 한편, 모재에 대한 합금의 젖음성을 향상시키는데 필수적인 원소로 인식되고 있다. 따라서 Sn-Ag-Cu의 3원계 함금에서 Ag의 함량을 감소시키게 되면, 합금액 액상선 온도와 고상선 온도가 벌어져 pasty range(또는 mush zone)가 증가하게 되고, wettability도 감소하게 되어 솔더 합금으로서의 요구 특성을 많이 상실하게 된다. 또한 Ag 함량을 감소시키게 되면 합금의 elongation이 향상되면서 내 impact 수명이 향상되는 효과를 볼 수 있으나, 합금의 creep 특성 및 기계적인 강도는 감소하면서 열싸이클링 수명은 감소하는 경향을 나타내게 된다. 따라서 솔더 합금의 내 impact 수명과 열싸이클링 수명을 동시에 만족시키지 위해서는 Ag 함량을 최적화하기 위한 고려가 필요하며, 합금원소에 대한 연구가 요청된다고 하겠다. 한편 Ag의 함량을 3wt.% 이상으로 첨가할 경우에도 비교적 느린 응고 속도에서는 조대한 판상의 $Ag_3Sn$ 상을 형성하는 경향이 있어 외관 물량을 야기 시킬 가능성이 매우 커지는 현상도 보고되고 있다. 따라서 Ag의 첨가량을 최적화 하면서 솔더 재료로서의 특성을 계속적으로 유지하기 위해서는 제 4 원소의 함유가 필수적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 Sn-Ag-Cu계에 첨부하는 제 4원소로서 In을 선택하였다. 비록 In은 Ag보다 고가이기 때문에 산업적인 적용을 위한 솔더 합금 원소로는 거의 각광받지 못했으나, 본 연구의 결과로는 In은 매우 소량 첨가할 경우에도 Sn-Ag-Cu계 합금, 특히 소량의 Ag를 함유하는 Sn-Ag-Cu계 합금의 wettabilty와 기계적 특성 향상에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 결론적으로 본 연구를 통해 구현된 Sn-Ag-Cu-In계 최적 솔더 조성의 경우 Sn-3.0Ag-0.5Cu의 표준 조성에 비하여 약 18%의 원자재 가격 절감을 도모할 수 있을 것으로 예상되는 한편. Sn-3.0Ag-0.5Cu에 유사하거나 우수한 wettability 특성을 나타내었고. Sn-1.0Ag-0.5Cu 또는 Sn-l.2Ag-0.5Cu-0.05Ni 조성보다는 월등히 우수한 wettability 특성을 나타내었다. 더구나 Sn-Ag-Cu-In계 최적 솔더 조성은 합금의 강도 저하는 최소화 시키면서 합금의 elongation은 극적으로 향상시켜 합금의 toughness 값이 매우 우수한 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이렇게 우수한 toughness 값은 솔더 조인트의 대표적 신뢰성 요구 특성인 열싸이클링 수명과 내 impact 수명을 동시에 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. 요컨대 본 연구를 통해 구현된 Sn-Ag-Cu-In계 솔더 조성은 최적 솔더 조성에서 요구되는 4가지 인자, 즉, 저렴한 원재료 가격, 우수한 wettability 특성, 합금 자체의 높은 toughness, 안정하고 낮은 성장 속도의 계면 반응층 생성을 모두 만족시키는 특징을 가짐으로서 기존 무연솔더 조성의 새로운 대안으로 자리 잡을 것으로 기대된다.

• Korean Journal of Heritage: History & Science
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• v.43 no.3
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• pp.102-121
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• 2010

Three bronze bells excavated from the Hoeamsa temple site were investigated for their microstructures and chemical compositions in an effort to understand the technology applied in fabrication, which may represent the related industry established in the early Joseon period. The result shows that the bells were cast from alloys of approximately 85% copper-8% tin-7% lead. The chemical analysis for ten trace elements shows that they were all kept below 0.3 weight %, suggesting that the alloys were made of relatively well-refined copper, tin and lead. The presence of sulfur and iron indicates that chalcopyrite or chalcocite may have been used in the smelting of copper. Evidence has been found that the bells were cast by pouring the liquid metal from the top of the sand molds that were set up in an upright position. No additional treatments, thermal or mechanical, other than a little grinding were applied upon the completion of casting. After the shaping process, a balancing plate was attached to the top of the bell using a steel connection ring. The connection assembly was then fixed to the main body by using molten bronze as a solder. The surface inscription was found carved using different techniques. The differences in the order of strokes and the calligraphic style indicate that the carving was carried out by more than one master. In the absence of documentary evidence on past bronze technology, the present bronze bells with known chronology, provenance and the main agent of production, prove to be a rare and valuable archaeological material for the understanding of the related technology in use in the early Joseon period.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.79-79
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• 2010

저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.