• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.901-906
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• 2016

본 논문은 두께 10 mm의 조선용 강판 AH36에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 사용하여 원패스 관통용접을 실시함으로써 실제 조선 산업에서의 생산성 향상을 목적으로 연구되었다. 10 mm두께의 후판을 사용하였기 때문에 관통용접을 얻기 위해서는 더욱 높은 레이저 및 아크의 출력이 요구되었다. 그러나 보다 더 증가된 레이저 및 아크 출력의 사용은 비드 양단에 언더컷과 같은 결함을 야기하였다. 이러한 언더컷은 노치로 작용하여 용접 구조물의 강도를 약화시키므로 반드시 방지되어야하며, 본 실험에서는 아크의 변수인 용접 전압 및 펄스컬렉션을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 용접된 시험편의 기계적 특성을 파악하기 위해 레이저 영역 및 아크 영역에 대해 경도 측정을 실시하였다. 그 결과, 열영향부는 조직의 변태로 인해 최대 경도가 용접부보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 미세조직 관찰 결과, 열영향부는 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경한 조직으로 구성되어 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권4호통권47호
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• pp.351-362
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• 2000

이 논문은 반복하중을 받는 관통형 고력볼트를 사용한 엔드플레이트형식 콘크리트 충전 각형강관 기둥-H형강 보 접합부의 거동에 관한 연구이다. 주요변수는 엔드플레이트의 두께(16mm, 22mm, 25mm)와 기둥의 두께(9mm, 12mm)이다. 각 변수에 대해 실험결과와 비교 분석한다. 보-기둥 접합부의 에너지 흡수능력을 구하고, 접합부 패널의 전단내력을 분석한다. 접합부 패널의 전단 내력은 von Mises 항복조건에 의한 강재의 내력과 콘크리트 충전효과를 고려한 Strut 모델을 사용한 콘크리트의 내력을 단순누가해서 구한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.109-116
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• 1999

본 논문은 관통형 고력볼트를 사용한 엔드플레이트형식 콘크리트 충전 각형 강관 기둥 H형강 보 접합부에 대한 단조가력하에서의 실험적 연구이다. 본 실험의 목적은 전회(前回)에서는 파악되지 않았던 엔드플레이트의 두께와 볼트의 배열에 대한 영향을 정확하게 평가하는데 있다. 실험의 주요변수는 엔드플레이트의 두께(12mm, 16mm)와 볼트의 배열 (EP1, EP2, EP3)이다. 변수에 따른 실험결과를 비교, 분석하였다. 1)실험체는 Bjorhovde와 EC3의 분류법에 의해 분류하였다. 2)T-stub모델에 근거한 접합부의 최대 모멘트 예측식에 의해 계산된 이론치$(_tM_u)$는 실험치$(_eM_u)$에 잘 대응하였다.

• 한국광학회지
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• 제3권3호
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• pp.183-190
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• 1992

$Al_x/Ga_{1-x}$ /As/AlAs GaAs 계로 이루어진 비대칭 이중 양자우물 구조의 광학적 특성을 photoluminescence, photoluminescence excitation, time-resolved photoluminescence를 통하여 조사하였다. 양자장벽 AlAs의 두께에 따른 특성 변화를 조사하기 위하여 두께를 15$\AA$., 150$\AA$로 제작하였다. 양자장벽이 15$\AA$인 경우 매우 빠른 전자의 관통 현상을 보여 주었으며, 이로 인해 $Al_x/Ga_{1-x}$As의 여기자 재결합에 해당하는 피크가 관찰되지 않았다. AlAs 양자장벽이 150$\AA$인 경우에는 $Al_x/Ga_{1-x}$As양자우물에서 여기자 재결합에 의한 피크가 50ps 이하로 빠른 decay시간을 보여 주었으며 이것은 양자장벽과의 $\Gamma$-X전이에 의한 것으로 사료되었다. GaAs양자우물에서의 luminescence decay는 두 시료 모두 1ns정도 이었으나, 15$\AA$인 경우에는 약 100ps의 rise시간이 존재하였으며 이것은 정공의 관통에 의한 시간으로 판명되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1908-1910
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• 2001

본 논문은 마이크로머시닝 기술을 이용하여 lift-off 공정으로 패턴닝 한 후 TMAH (Tetramethylammonium Hydroxide) 용액으로 $5{\sim}100{\mu}m$ 두께의 실리콘 다이어프램을 제작하였다. Pt/Ti 박막을 HF 전해질의 mask 물질로 사용하여 HF 용액 내에서 전기화학적 방법으로 정전압을 인가, 다이어프램 영역에 다공질 실리콘을 성장시켜 관통하였다. 140$^{\circ}C$의 질소 분위기에서 $10{\sim}15{\mu}m$두께의 LDPE(Low Density Poly Ethylene) 필름을 물리적으로 다이어프램 영역에 코팅하고 $K_2CO_3$ 용액내에서 ${CO_3}^{2-}$ 이온의 barrier에 의한 전류의 감소를 전기화학적인 분석방법에 의하여 측정하였다. 일정 전압하에서 이온 농도에 기인하는 다공질 실리콘과 LDPE 표면에서 Barrier의 두께에 따른 저항의 증가를 전극으로 감지하여 농도-전류의 특성을 측정하고 이것을 기준으로 하여 미지농도의 $K_2CO_3$ 용액내의 ${CO_3}^{2-}$ 이온 농도를 측정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.179-179
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• 2011

관통전극(TSV, Trough Silicon Via) 기술은 전자부품의 소형화, 고성능화, 생산성 향상을 이룰 수 있는 기술이다. Cu는 현재 배선 기술에 적용되고 있고 전기적 저항이 낮아서 TSV filling 재료로 사용된다. 하지만 확산 방지막에 의해 완벽히 감싸지지 않는다면, Cu+은 빠르게 절연막을 통과하여 Si 웨이퍼로 확산된다. 이런 현상은 절연막의 누설과 소자의 오동작 등의 신뢰성 문제를 일으킬 수 있다. 현재 TSV의 제조와 열 및 기계적 응력에 관한 연구는 활발히 진행되고 있으나 Biased-Thermal Stress(BTS) 조건하의 Cu 확산에 관한 연구는 활발하지 않는 것이 실정이다. 이를 위해 본 연구에서는 TSV용 Cu 확산 방지막 Ti에 대해 Cu+의 drift 억제 특성을 조사하였다. 실험을 위해 Cu/확산 방지막/Thermal oxide/n-type Si의 평판 구조를 제작하였고 확산 방지막의 두께에 따른 영향을 조사하기 위해 Ti의 두께를 10 nm에서 100 nm까지 변화하였으며 기존 Cu 배선 공정에서 사용되는 확산 방지막 Ta와 비교하였다. 그리고 Cu+의 drift 측정을 위해 Biased-Thermal Stress 조건(Thermal stress: $275^{\circ}C$, Bias stress: +2MV/cm)에서 Capacitance 및 Timedependent dielectric breakdown(TDDB)를 측정하였다. 그 결과 Time-To Failure(TTF)를 이용하여 Cu+의 drift를 측정할 수 있었으며, 확산 방지막의 두께가 증가할수록 TTF가 증가하였고 물질에 따라 TTF가 변화하였다. 따라서 평판 구조를 이용한 본 실험의 Cu+의 drift 측정 방법은 향후 TSV 구조에서도 적용 가능한 방법으로 생각된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.75-75
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• 2010

3D 패키징 기술은 전기소자의 소형화, 고용량화, 저전력화, 높은 신뢰성등의 요구와 함께 그 중요성이 대두대고 있다. 이러한 3D 패키징의 연결방법은 와이어 본딩 또는 플립칩등의 기존의 방법에서 TSV(Through Silicon Via)를 이용하여 적층하는 방법이 주목받고 있다. TSV는 기존의 와이어 본딩과 비교하여 고집적도, 빠른 신호전달, 낮은 전력소비 등의 장점을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. TSV의 세부 공정 중 비아필링(Via filling)기술은 I/O수 증가와 미세피치화에 따른 비아(Via) 직경의 감소 및 종횡비(Via Aspect Ratio)증가로 인해 기존 필링 공정으로는 한계가 있다. 기존의 비아 홀(Via hole)에 금속을 필링하기 위한 방법으로 전기도금법이 많이 사용되고 있으나, 전기도금법은 전기도금액 조성, 첨가제의 종류, 전류밀도, 전류모드 등에 따라 결과물에 큰 차이가 발생되어, 최적공정조건의 도출이 어렵다. 또한 20um이하의 비아직경과 높은 종횡비로 인하여 충진시 void형성등의 문제점이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 용융솔더와 진공을 이용하여 비아를 필링시켰다. 이 방법은 관통된 비아가 형성된 웨이퍼 양단에 압력차를 주어, 작은 직경을 갖는 비아 홀의 표면장력을 극복하고, 용융상태의 솔더가 관통된 비아 홀 내부로 필링되는 방법이다. 관통 비아홀이 형성 된 웨이퍼 위에 솔더페이스트를 $250^{\circ}C$이상 온도를 가해 용융상태로 만든 후 웨이퍼 하부에 진공을 형성하여 필링하는 방법과 용융솔더를 노즐을 통하여 위쪽으로 유동시켜 그 위에 비아홀이 형성된 웨이퍼를 접촉하고 웨이퍼 상부에 진공을 형성하여 필링하는 방법으로 실험을 각각 실시하였다. 이 때, 웨이퍼 두께는 100um이하이며 홀 직경은 20, 30um, 웨이퍼 상부와 하부의 진공차는 약 0.02~0.08Mpa, 진공 유지시간은 1~3s로 실시하여 최적 조건을 고찰하였다. 각 조건에 따른 필링 후 단면을 전자현미경(FE-SEM)을 통해 관찰하였다. 실험 결과 0.04Mpa 이상에서 1s내의 시간에 모든 비아홀이 기공(Void)없이 완벽하게 필링되는 것을 관찰하였으며 이 결과는 기존의 방법에 비하여 공정시간을 감소시켜 생산성이 대폭 향상 될 수 있는 방법임을 확인하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.118-124
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• 2003

응축기, 증발기, 전열관에 사용되는 Fin Tube는 열전달효율 향상을 위하여 Fin의 높이 를 증가시키고, Tube의 최소두께를 얇게 가공하는 경향으로 발전하고 있다. 따라서, Fin Tube의 와전류탐상(ECT; Eddy Current Testing)에 의한 결함검출에 더욱 어려움이 예상된다. 본 연구에서는 Fin Tube의 Fin 높이를 3단계로 변화시켜 Tube를 제작하고, Tube에 축 방향결함, 원주방향결함, 원형결함을 각각 Fin Tube의 안쪽에 최소두께의 20%, 40%, 60% 의 동일결함율을 갖는 인공결함 시험편을 제작하였다. 제작한 원형결함시험편에 와전류탐상을 수행하여 Fin 높이에 따른 최적주파수의 변화를 연구하였다. Fin높이가 다른 원형결함 시험편에 1~20KHz 주파수를 적용한 결과 최적주파수는 12KHz로 Fin높이에 크게 영향을 받지 않음을 밝혔다 또한 Fin높이에 따른 최적주파수변화는 크지 않으나 Fin 높이가 높을수록 100%관통결함의 위상각(40')에 근접하여 나타났다. 축방향결함, 원주방향결함, 원형결함을 갖는 시험편에 와전류탐상을 수행한 결과 원형결함을 갖는 시험편의 신호 감도가 축방향결함, 원주방향결함보다 좋게 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권4호
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• pp.49-53
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• 2009

MEMS 패키징용 hollow Cu 비아의 형성거동을 분석하기 위해, 펄스-역펄스 전류밀도 및 도금시간에 따른 hollow Cu 비아의 미세구조를 관찰하고 평균 두께 및 두께 편차를 측정하였다. 펄스-역펄스 전류밀도를 $-5\;mA/cm^2$와 $15\;mA/cm^2$로 유지하며 3시간 도금시 hollow Cu 비아의 평균 도금두께는 $5\;{\mu}m$이었으며 표준편차는 $0.63\;{\mu}m$이었다. 도금시간을 6시간으로 증가시 평균 도금두께는 $10\;{\mu}m$, 표준편차는 $1\;{\mu}m$로 균일한 두께의 hollow Cu 비아를 형성하는 것이 가능하였다. 펄스-역펄스 전류밀도를 $-10\;mA/cm^2$와 $30\;mA/cm^2$ 이상으로 증가시킨 경우에는 도금시간 증가에 따라 도금두께보다 도금두께의 표준편차가 더 크게 증가하여 균일한 hollow Cu 비아의 형성이 어려웠다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.1-15
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• 2002

동복터널의 현장지질은 편마암과 석탄층(Coal Beds)이 협재된 암질이 매우 불량한 편암으로 구성되어 있으며, 설계 시에는 석탄층의 발달이 확인되지 않아 그 영향을 충분히 고려되지 않았다. 석탄층(두께 2~8m)은 편암의 Rock Cleavage와 같은 방향과 45~55도의 경사를 가지며 pinch out and swelling 형태로 발달이 불규칙하다. 하행선굴착 중 약 290m구간에 걸쳐 석탄층이 나타났으며, 90m 구간은 천단 및 측벽부에서 집중 발달되어 쳐대일변위가 20mm이상인 지점이 발생하는 등 상반굴착 시 111.2mm의 수평방향 내공변위가, 하반굴착 시에는 최대 127.8mm의 내공변위가 발생하였고 하반관통이후 수렴되었다. 내공변위 과다발생에 대한 대책으로 지보타입을 하향 조정하였고 측벽부는 하향 록볼트를 포함한 추가록볼트 보강을 실시하였다. 한편 터널 바닥부의 석탄층은 도로포장 후 침하문제가 예상되어 인버트를 기존 강지보공과 H-beam으로 연결.폐합한 후 콘크리트로 치환(140m구간)하여 추가변위를 최소화하였으며 무근콘크리트로 설계된 라이닝은 철근콘크리트 라이닝으로 변경 시공하였다.