• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 본 연구실에서 무연 솔더를 위한 새로운 Cu-Zn 합금 젖음층을 개발하였다. 전해도금을 통하여 Cu-Zn 합금층을 형성한 뒤 그 위에 Sn-4.0wt% Ag-0.5wt% Cu (SAC 405) 솔더를 리플로 솔더링을 통해 솔더접합부를 형성하였으며 계면에서 생성된 금속간 화합물의 형성 및 성장 거동을 연구하였다. SAC/Cu 시스템의 경우, $150^{\circ}C$에서 시효 처리를 실시하는 동안 솔더와 도금된 Cu 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상과 미세한 공공이 형성된 $Cu_3Sn$ 상이 발견되었다. 반면에 SAC/Cu-Zn 시스템에서는 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상만이 형성되었다. 또한 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상이 SAC/Cu 시스템에 비해 현저하게 억제되었다. SAC/Cu-Zn 계면에서의 금속간 화합물의 성장 속도가 SAC/Cu 계면에서 형성된 금속간 화합물의 성장 속도보다 느리게 나타났다. Cu-Zn 젖음층의 Zn가 솔더와 Cu-Zn 층 사이에서 Cu와 Sn 원자의 상호 확산을 방해하기 때문이다. 본 연구에서는 Cu와 Cu-Zn 층을 이용한 솔더 접합부의 낙하 충격 신뢰성을 연구하였다. 낙하 충격 시험 시편은 두 개의 인쇄 회로 기판을 SAC 405 솔더볼을 이용하여 리플로를 통해 상호연결 하여 제조되었다. 이 때, 각각의 인쇄 회로 기판의 패드에는 Cu 층과 Cu-Zn층을 전해도금을 통하여 각각 $10{\mu}m$두께의 젖음층을 형성하였다. 낙하 시험 시편을 제조한 뒤, 시효 처리에 대한 낙하 저항 신뢰성의 특성을 연구하기 위해 250, 500 시간동안 시효처리를 한 후 각 조건에서 계면에 형성된 금속간 화합물의 성장 거동을 관찰하였으며, 낙하 충격 시험을 실시하였다. 낙하 시험은 daisy chain으로 연결된 시편의 저항이 100 Ohm 이상 측정되었을 때 중단되도록 하였다. Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편의 경우 초기 리플로를 하였을 때 불량이 발생하는 평균 낙하 수는 350이며, Cu/SAC/Cu 시편의 평균 낙하수는 200 미만으로 나타났다. Cu/SAC/Cu 시편의 경우, 시효처리 시간이 증가함에 따라 평균 낙하수는 큰 폭으로 감소하였지만, Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편은 불량이 발생하는 평균 낙하수의 감소폭이 보다 완만하게 나타났다. Cu 층에 Zn를 첨가함으로써 솔더와 젖음층 사이에서 형성된 금속간 화합물의 성장 및 미세 공공의 형성이 억제되었고, 솔더 접합부의 과냉을 감소시킴으로써 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상의 형성을 억제함으로써 Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 솔더 접합부에서 Cu/SAC/Cu 솔더 접합부보다 낙하 충격에 대한 저항성 및 신뢰성이 향상되었다. 이는 무연 솔더에 Zn를 첨가하여 낙하 충격 신뢰성을 향상시킨 것과 동일한 효과를 나타냈음을 확인하였다. 본 연구는 한국 과학 기술 재단의 전자패키지 재료 연구 센터(CEPM)와 지식 경제부의 부품 소재 기술 개발 사업의 지원을 받아 수행되었습니다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.511-518
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• 2001

치과용 고-Pd계 합금인 76.5wt.%Pd-11 6%Cu-7.2%Ga계 및 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금의 주조. 탈개스 및 세라믹소성처리 후 부식저항성을 0.9%NaCl 및 Fusayama 전해액에서 동전위분극법을 이용하여 평가하였다. 미세조직의 변화에 따라 약간의 부식속도 차이를 나타내었으나 이는 미미하여 치과재료로서의 부식저항성은 문제가 없는 것으로 판단되었다 합금조성에 따른 부식저항성은 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금이 76.5%Pd-11.6%Cu-7.2%Ga계 합금보다 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 76.5%Pd-11.6%Cu-7.2%Ga계 합금은 급냉조건과 Cu의 첨가로 공정반응을 촉진시켜 미세조직에 편석 및 석출물들이 존재했기 때문이었으며 77.3%Pd-6.0%Ga계 합금은 기지조직이 고용체로 구성되어 부식저항성 이 우수하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권5호
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• pp.289-295
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• 2008

The effect of the alloy elements(Si/Mn) ratio on the coating quality including wettabilty with molten zinc, galvannealing kinetics and crater has been investigated in interstitial-free high strength steel(IFHSS) containing Si and Mn. When the Si/Mn ratio was below 0.75, IF-HSS exhibited a good wettability leading to a good galvannealed coating quality after annealing at $800^{\circ}C$ for 40s in $15%H_2-N_2$ mixed gas with dew point $-60^{\circ}C$. In contrast, the wettability and galvannealed coating quality were deteriorated in the Si/ Mn ratio above 0.75. It is shown that they have relevance to oxides forms by selective oxidation on the steel surface. The oxide particles dispersed on the steel surface with a surface coverage of below 40% resulted in good wettability and galvannealed coating quality. The oxide particle is mainly consisted of $Mn_2SiO_4$ with low contact angle in molten zinc. On the other hand, the continuous oxide layer on the steel surface, such as network- and film-type,caused to poor wettability and galvannealed coating quality. The coverage of oxide layer was above 80%, and its chemical species was $SiO_2$ with high contact angle in molten zinc. Consequently, the Si/Mn alloy ratio played an importance role in galvannealed coating quality of IF-HSS.

• 한국표면공학회지
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• 제34권6호
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• pp.585-591
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• 2001

니오비움 첨가 지르코늄 합금(Zr-1%Nb)의 고온 수증기에서 산화속도에 관한 연구를 수행하였다. 산화온도는 $700-1200^{\circ}C$이다. 대기압수증기에서 산화될 때, Zr -1%Nb은 2차법칙을 따르는 것으로 나타났으며, 이는 $900^{\circ}C$이하에서 3차법칙을 따르는 지 르칼로이 -4와 상이한 형태를 보이고 있다. $900^{\circ}C$이상에선 산화속도가 지르칼로이 -4보다 약간 낮으며, 산화후 금속층의 경도가 증가하였다. 경도증가로 보아 인성의 감소가 예상되며, 따라서 니오비움 첨가 지르코늄 합금의 사고시 안전성에 대한 주의가 요구된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.224-224
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• 2014

최근 기존의 아연 도금 강판의 성능을 향상시키기 위하여 다른 금속과의 합금 박막의 연구가 활발히 진행 중에 있다. 기존 아연 도금 강판에 비해 Mg를 함유한 Zn-Mg 합금 박막이 내식성이 우수하다고 알려져 있으며, 본 연구에서는 다양한 Mg 함량의 Zn-Mg 합금 타겟을 사용하여 Zn-Mg 박막을 합성하였다. 합성된 박막들의 내식성을 평가하기 위해서 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 분석을 실시하였으며, 도출된 Nyquist plot 과 Bode phase angle plot 결과를 등가회로 피팅과 시뮬레이션을 실시하여 Mg 함량에 따른 Zn-Mg 박막의 내식성을 비교 분석하였다. Zn-Mg 박막은 Mg 함량이 증가할수록 내식성 또한 증가하였으며, 이는 Mg 함량에 따라 치밀해지는 미세구조에 의한 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제5권5호
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• pp.575-582
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• 1995

Al 8090합금의 퇴화처리시에 나타나는 금속간화합물 변화과정과 PFZ 생성 및 입계석출물의 거동을 TEM을 사용하여 조사하였다. 기지에서는 $\delta$상, T$_{1}$ 상과 S'상이 모든 시편에서 관찰되었고, 입계어슨 PFZ이 형성되었다. 본 연구에 사용된 Al합금의 초기PFZ의 생성 기구는 입계의 임계공공 농도에 의한 것으로 나타났다. 2단계 열처리시 시간이 2분 이상이면 입계에 석축물이 형성되었다. 입계에는 중간단계로 5회전대칭축을 가지는 준안전상의 icosahedral상의 생성되었다. 평형 입계석출물은 사방정의 $Al_{13}$Fe$_{4}$였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.201-201
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• 2013

아연-마그네슘 합금은 기존의 아연에 비해 우수한 내식성을 지녀, 차세대 강판으로 주목받고 있다. 특히 아연에 1~8wt.%의 마그네슘을 첨가하였을 때 마그네슘 함량에 따른 내식성은 점차 증가하는 것으로 알려져 있다. 하지만 아연-마그네슘 합금이 기존의 아연을 대체하기 위해서는 내식성 뿐만 아니라 기계적 특성 또한 요구되기 때문에 본 연구에서는 마그네슘 함량에 따른 아연-마그네슘 합금을 제조하고 미세조직 관찰 및 기계적 특성 평가를 실시하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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• pp.33-37
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• 2002

본 연구에서는 전해도금법을 이용하여 플립칩용 Ni, Ni-Cu 합금 UBM (Under Bump Metallurgy) 및 Sn-Ag 무연 솔더 범프를 형성하였다. 솔더 범프의 전해도금시 고속도금 방법으로 균일한 범프 높이를 갖도록 하는 도금 조건 및 도금 기판의 역할로서의 UBM의 영향을 조사하였다. Cu/Ni-Cu 합금/Cu UBM을 적용한 경우 음극시편의 전극 접점수를 증가시켰을 때 비교적 균일한 솔더 범프를 형성시킬 수 있었던 반면, Ni UBM의 경우는 접점수를 증가시켜도 다소 불균일한 솔더 범프를 형성하였다. 리플로 시간을 변화하여 범프 전단 강도 및 파단 특성을 조사하였는데 Ni UBM의 경우 Cu/Ni-Cu 합금/Cu UBM에 비해 전단강도가 다소 낮은 값을 가졌고 금속막이 웨이퍼에서 분리되는 파괴 거동이 관찰되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.276-276
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• 2012

본 연구에서는 진공증착을 이용하여 제작한 Al-Mg막을 $400^{\circ}C$에서 각각 2, 3, 10분간 열처리를 실시하였다. 합금화 정도는 GDLS와 XRD를 이용하여 표면 및 단면의 조성 분포를 분석하였으며, 염수분무시험을 통하여 내식성과의 연관성을 검토하였다. 열처리를 하지 않은 합금막의 경우 열처리를 한 경우와 비교하여 표면 및 단면에 순수한 Al 또는 Mg이 존재하여 내식성이 상대적으로 우수하였다. 열처리 결과 Al-Mg계 금속간 화합물 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17}$이 관찰되었다.

• 한국표면공학회지
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• 제29권1호
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• pp.15-25
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• 1996

자동차엔진의 피스톤-링에 응용할 목적으로 플라즈마 용사 기술로 피막한 몰리부덴늄 및 코발트 합금 피막 층의 마모성질을 비교 조사하였다. Ball-on-disc 형태의 마모기를 사용하여 상온 및 대기 중에서의 마모 및 마찰거동에 대하여 조사하였다. 용사 층의 미세경도 시험도 행하였으며, 용사층의 결정구조를 알기 위해 용사층을 x-선 회절 방법으로 분석하였다. 주사전자현미경을 사용하여 마모면의 표면 형상을 관찰하였다. 여러 용사조건으로 만든 용사층의 미세경도치와 마모거동과의 상관관계를 이해하려고 시도하였다. 주사전자현미경과 EDX를 사용하여 마모시 화학반응층과 마모기구를 규명하고자 하였다. 모리부덴늄 및 코발트 합금 분말을 각각 플라즈마 용사층의 단면을 관찰하여 마모기구을 비교하였다.