솔더 범프를 이용한 플립 칩 접속 기술은 시스템의 고속화, 고집적화, 소형화 요구 덴 마이크로 일렉트로닉스의 성능은 향상시키기 위해 필요한 기술이다. 본연구 에서는 Cr/Cr-Cu/cu UBM 구조에서 고 용융점 솔더 범프와 저 용융점 솔더 범프를-시효처리 후 전단 강도를 평가하였다. 계면에서 관찰된 금속간 화합물의 성장과 접합상태를 SEM과 TEM으로 분석하였으며, 유한요소법을 통하여 전단하중을 적용하였을때 집중되는 응력을 해석하였다. 실험결과 Sn-97wt%Pb와 Sn-37wt%Pb에서 900시간 시효 처리된 시편의 전단강도는 최대 값에서 각각 25%, 20% 감소하였다. 시효처리를 통해 금속간화합물인 $Cu_6/Sn_5$와 $Cu_3Sn$의 성장을 확인하였으며, 파단 경로는 초기의 솔더 내부에서 IMC층의 계면으로 이동하는 경향을 알 수 있었다.
본 연구에서는 우레탄 변성 에폭시의 유연성 부여를 위해 propylene glycol(PPG) 기반 diamine인 Jeffamine D-400을 이용하여 폴리올을 만들고 이를 이용하여 우레탄 변성 에폭시를 합성하였다. Bisphenol A diglycidyl ether(BADGE)에 합성한 우레탄 변성 에폭시와 경화제, 경화촉진제를 배합하여 에폭시 접착제를 제조하고 접착강도 측정으로 전단 강도를 측정하였다. 측정 결과 합성한 우레탄 변성 에폭시의 우레탄 결합과 PPG사슬 도입을 통한 유연성 부여 효과로 인해 전단 강도와 전단 신율이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 높은 가교 밀도로 인해 사용에 제약을 받고 있는 구조용 접착제에 적용이 가능할 것으로 판단된다.
본 논문은 강-콘크리트 슬립실험으로 결정된 계면 계수값을 휨 하중을 받는 콘크리트 충전강관 합성보 실험의 결과예측에 적용하여 콘크리트 충전강관 합성보의 계면거동과 구속효과를 규명하였다. 원형단면의 콘크리트가 전단면압축을 받도록 하기 위해서 콘크리트 충전강관에 웨브와 플랜지를 추가한 콘크리트 충전강관 합성보를 사용하여 휨 거동실험을 수행하였다. 콘크리트가 전단면 압축을 받는 단부가 개방된 콘크리트 충전합성강관의 경우에는 구속효과에 의해 약 16%의 강도증진효과를 확인하였으며, 단부를 폐쇄하여 구속효과가 커진 콘크리트충전 합성강관의 경우에는 35% 정도의 큰 강도증진효과가 발생하는 것을 확인하였다. 실험과 수치해석을 통해 얻은 이러한 결과는 콘크리트 충전강관을 이용한 교량의 상부 거더나 아치리브에 대한 단면 결정에 적용되는 적용성을 갖는다.
In this paper, single fiber pull-out test is used to measure the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite with temperature. Fiber and matrix of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite are respectively $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy and epoxy resin. To strengthen the interfacial bonding shear stress, various surface treatments are used. They are the hand-sanded surface treatment, the acid etched surface treatment and the silane coupled surface treatment etc.. The interfacial bonding shear strength of surface treated shape memory alloy fiber is greater than that of surface untreated shape memory alloy fiber by from 10% to 16%. It is assured that the hand-sanded surface treatment and the acid etched surface treatment are the best way to strengthen the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory composite. The best treatment condition of surface is 10% HNO$_3$ solution in the etching method to strengthen the interfacial bonding shear strength of $Ti_{50}-Ni_{50}$ shape memory alloy composite.
금속 브라켓의 결합강도에 영향을 미치는 요소인 브라켓 기저부의 형태와 결합 부위에 적용되는 힘의 특성에 대해 알아보고자 연구를 시행하였다. 형태가 다른 5종의 금속브라켓의 기저부와 결합강도 측정후 접착파절양상을 stereoscope and scanning electron microscope를 통해 관찰하고 결합 부위에 적용되는 힘은 전단결합강도, 인장결합강도, 전단/인장복합결합강도로 구분하고 결합강도를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 브라켓 기저부 형태에 따른 모든 군에서 전단결합강토(SBS)가 제일 컸으며, 인장결합강도(TBS)는 SBS의 50%정도 수준이었고 전단/인장복합결합강도(S/TBS)는 전단결합강도(SBS)의 30%정도이었다. 2. 브라켓의 결합강도는 Micro-Loc base가 가장 크고($SBS:22.86{\pm}1.37kgf,\;TBS:11.37{\pm}1.43kgf,\;S/TBS:6.69{\pm}0.34kgf$), Integral base가 가장 작았다($SBS:10.52{\pm}1.27kgf,\;TBS:4.27{\pm}1.08kgf,\;S/TBS:2.94{\pm}0.58kgf). 3. 단위면적당 결합강도 비교시, Integral base가 가장 작았고(p<0.05), 전단결합강도와 인장결합강도에서는 Micro-Loc과 Chessboard base간의 차이가 없었으며 (p>0.05), Non-Etched Foil Mesh와 Micro-Etched Foil Mesh base간의 전단결합강도와 인장결합강도는 차이가 없었으나, 전단/인장복합결합강도에서는 Micro-Etched Foil Mesh base가 Non-Etched Foil Mesh base보다 더 크게 나타났다. 4. 전단, 인장, 전단/인장복합결합강도 측정후 접착파절은 브라켓/레진 계면에서 일어나 ARI score가 작게 나타났다.
본 연구의 목적은 화학중합형의 접착제(Mono-$Lok^2$)로 소구치에 부착된 교정용 브라켓의 전단결합강도에 기계적 및 열적 피로가 미치는 영향을 알아보기 위한 것이다. 2종의 금속 브라켓(Ormesh, Microloc)과 3종의 세라믹 브라켓(Fascination, Starnre, Transcend 2000)을 사용하였다. 100만회의 반복 비틀림과 1,000회의 thermocycling을 시행한 다음 전단결합강도를 측정하였으며 파절부위를 stereoscope와 주사전자현미경으로 관찰하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 치아면에 대한 브라켓 접착계면의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.78\pm5.23$ MPa로서 가장 크고, Microloc 군에서 $14.88\pm3.10$MPa로 가장 작게 나타났으며, 통계적 유의성을 검증한 결과 Fascination, Starfire 군과 Microloc 군간에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 2. $10^5$회의 반복비틀림을 가한 후의 전단결합강도는 Fascination 군이 $20.19\pm3.45$ MPa로 가장 크고 Starfire 판이 $9.10\pm8.33$ MPa로 가장 작게 나타났으며, 피로시험 후 Transcend 2000 군(P<0.01)과 Starfire 군(P<0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 3. 1,000회의 thermocycling 후의 전단결합강도는 Ormesh 군이 $19.36\pm2.76$ MPa로 가장 크고, Starfire 군이 $11.94\pm6.86$ MPa로서 가장 낮게 나타났으며, thermocycling 후 Transcend 2000(P0.01), Microloc과 Starfire 군(P0.05)에서 유의성 있는 감소를 보였다. 4. 접착계면의 파절양상은 thermocycling시는 정적 시험군과 유사하게 나타났으나, 반복비틀림시는 Ormesh와 Transcend 2000 군에서는 모두 브라켓과 레진 계면에서, Microloc 군은 모두 레진내에서 파절되는 경향을 보였다. Fascination 군은 피로시험조건에 관계없이 법랑질과 레진의 계면에서 파절되었다.
본 연구에서는 굴곡 계면을 따른 균열 진전을 응집 요소를 사용하여 유한요소 해석을 수행하였고 균열 선단에서 복합 모드 하중을 고려하기 위하여 BK 법칙을 적용하였다. 정현파 굴곡 계면을 갖는 이중 외팔보에 하중을 부여하고 복합 모드 응집 법칙에서 응집 강도와 응집 에너지에 따른 하중-변위 선도의 변화를 알아보았다. 응집 강도가 커지면 응집 영역 크기가 상대적으로 작아지고 균열 진전에 따른 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었으며 인장과 전단 응집에너지 비율에 따라 하중의 증가와 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여주었다. 또한 굴곡 계면의 형상에 따른 균열 진전 거동의 영향을 분석하였는데 균열의 형상비가 커지면 균열 진전을 위한 더 큰 균열 분리 에너지가 요구되는 것을 보여 주었다. 굴곡 계면의 형상과 응집 법칙을 변화시켜 파괴 인성을 크게 향상시킬 수 있으며 균열 진전 거동을 변화시킬 수 있게 된다.
Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.
새로운 접착 시스템의 개발로 브라켓의 접착 과정이 단순화되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 통상적인 산 부식 방법과 더불어 수종의 교정용 및 수복용 self etching primer를 이용하여 브라켓을 접착한 후 전단결합강도를 측정하고 접착 파절 양상을 비교함으로써 self etching primer 유용성을 평가하였다. 교정 치료를 위해 발거한 상, 하악 소구치 75개를 레진 블록에 매몰하여 시편을 제작하였고, 산 부식이 필요한 Transbond XT primer와, 4종의 self etching primer (Transbond Plus Self Etching Primer, Unifill Bond, Clearfil SE bond, Adhese)를 각각 이용하여 브라켓을 접착한 후, 만능시험기로 전단결합강도를 측정하고, 브라켓 기저면을 광학현미경으로 관찰하여 접착 파절 양상을 관찰하였다. 접착제 잔류지수를 비교한 결과, 통계적으로 유의한 차이는 없었으나, 인산 처리군이 self etching primer 처리군에서 보다 낮은 값을 보여, self etching primer 처리군이 인산 처리군 보다 법랑질-레진 접착계면 부위에서의 파절이 많이 일어나는 경향이 있었음을 알 수 있었다. Self etching primer 처리군에서의 전단결합강도는 37% 인산 처리군의 전단결합강도보다 낮았지만(p < 0.05), 임상적으로 유용한 수준 이상이었으며, self etching primer 처리군 내에서 각각의 전단결합강도는 유의한 차이를 보이지 않았다 (p > 0.05). 따라서 self etching primer를 이용할 경우, 기존의 산 부식법에 비하여 다소 낮은 전단결합강도를 보이지만 임상적으로 충분히 사용 가능하다고 생각된다.
탄소섬유 강화 열가소성 수지 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 물성은 다양한 요인들에 영향을 받는다. 그 중에서도 탄소섬유 표면에 Sizing되어 있는 에폭시(Epoxy) 층은 열가소성 수지와 상호 작용(Interaction)이 없어 매우 취약한 계면을 형성하며, 열가소성 수지의 높은 용융 점도(Melting viscosity)는 탄소섬유 다발(Bundle) 사이로 함침(Impregnation)이 어려워 탄소섬유 강화 복합재료 내부에 기공(Void)를 형성한다. 이와 같이 탄소섬유와 열가소성 수지 간의 낮은 계면전단강도(Interfacial shear strength)은 탄소섬유강화 열가소성 복합재료(Carbon fiber reinforced thermoplastic composites; CFRTPs)의 기계적 물성을 저하시키는 가장 중요한 요인 중 하나이다. 따라서, 본 연구에서는 열가소성 수지와의 상호작용이 없는 탄소섬유 표면의 에폭시 층을 열풍을 통해 제거하고, 열가소성 수지의 점도를 낮춰 함침도를 향상시키기 위해서 용액형 열가소성 수지를 제조하여 탄소섬유 표면에 Sizing 처리 함으로써 CFRTPs의 물성을 향상시켰다. CFRTPs의 층간전단강도(Interlaminar shear strength; ILSS) 및 굽힘 강도(Flexural strength)를 통해 이를 검증하였으며, 수지의 함침도는 기공률(Void content)의 계산을 통해 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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