• Title/Summary/Keyword: 세라믹/금속 접합

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Analysis of Residual Stress of Ceramic/Metal Joint (세라믹/금속 접합재의 잔류응력 해석)

  • Park, Young-Chul;Hue, Sun-Chul;Kim, Kwang-Young
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.14 no.1
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    • pp.7-15
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    • 1994
  • The two-dimensional elastoplastic analysis was peformed to reveal a detail residual stress distribution of ceramic/metal joint specimen using finite element method and X-ray method. The highest tensile residual stress, ${\sigma}_x$ perpendicular to the interface appeared at the edge of the ceramic near the interface. In the vicinity of the interface, the high stress concentration occurs and residual stress distributes three-dimensionally. Therefore, the measured stress distribution differed remarkably from the result of the two-dimensional finite-element analysis. Especially at the center of the specimen near the interface, the residual stress, ox obtained from the finite element analysis was compressive, whereas X-ray measurement yielded tensile ${\sigma}_x$. Therefore, it is also attempted to investigate the finite element model for the prediction of residual stress ${\sigma}_x$ distributed nearly the interface of joint.

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Effects of the Brazing Bonding between Al2O3 and STS304 with an Ion Beams (이온빔을 이용한 STS304와 알루미나 브레이징 접합효과)

  • Park, Il-Soo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.12
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    • pp.8679-8683
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    • 2015
  • Using a surface modification technique, ion beam assisted deposition (IBAD) of Ti thin film it becomes possible to prepare an active ceramic surface to braze $Al_2O_3$-STS304 with conventional Ag-Cu eutectic composition filler metal. Researches on bonding formations at interfaces of ceramic joints were mainly related on the development of filler metals to ceramic, the process parameters, and clarifications of reaction products. From the results, the reactive brazing is a very convenient technique compared to the conventional Mn-Mo method. However melting point of reactive filler is still higher than that of Ag-Cu eutectic and it forms the brittle inter metallic compound. Recently several new approaches are introduced to overcome the main shortcomings of the reactive metal brazing in ceramic-metal, metal vapor vacuum arc ion source was introduced to implant the reactive element directly into the ceramics surface, and sputter deposition with sputter etching for the deposition of active material.

Investigation of Growth Mechanism of Polymer, Ceramic and Metal Thick Films in Aerosol Deposition Method (Aerosol Deposition Method에 있어서 금속, 폴리머, 세라믹 후막의 성장 메커니즘 고찰)

  • Lee, Dong-Won;Nam, Song-Min
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.346-346
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    • 2008
  • 최근 디지털 컨버젼스에 의해서 정보 단말기 network가 디지털 기술을 기반으로 유기적으로 융 복합화 되고 있으며 BT, NT, ET, IT의 융합 기술의 필요성이 점차적으로 증대되고 있다. 이러한 환경 하에서 다양한 정보 및 서비스의 송신 및 수신이 가능한 휴대 단말기의 필요성에 부응하여 기존의 전화 기능, 카메라, DMB 이외에도 홈 네트워크, mobile internet 등 더욱 다양한 기능들이 요구되고 있다. 종래에는 수동 부품과 능동 부품의 실장을 별개로 추진했으나 최근에는 수동 및 능동 부품을 하나의 패키지 내에 실장 가능하도록 하는 3-D Integration을 추진하고 있다. 지금까지 여러 부품들을 실장 시키기 위한 공정들의 대부분은 높은 온도에서 공정이 이루어졌으나 여러 부품들을 손상 없이 집적화하고 실장하기 위해서는 저온화 공정이 필요하다. 최근 많은 저온 공정 중에서 Aerosol Deposition Method는 상온에서 세라믹 후막을 성막할 수 있어 가장 주목받고 있는 공정중의 하나이다. 본 연구에서는 3-D Integration을 실현하기 위해 이종 접합에 유리하고 상온에서 성막 공정이 이루어지는 Aerosol Deposition Method를 이용하여 금속 기판 위에 금속, 폴리머, 세라믹 후막을 성막시켰다. 기판 재료로는 Cu 기판을 사용하였으며 출발 파우더로는 Polyimide 파우더와 $Al_2O_3$ 파우더, Ag 파우더를 사용하였으며 이종 접합간의 메커니즘의 양상을 보기 위해 같은 조건에서 이종 접합간의 성막률을 비교하였으며 FE-SEM으로 미세 구조를 관찰하였다. 또한 기판의 표면 거칠기에 따른 메커니즘의 양상을 연구하였다.

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Fabrication and Characterization of Metal Layer Fabricated by Aerosol Deposition

  • Kim, Yun-Hyeon;Kim, Hyeong-Jun;Nam, Song-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.113-113
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    • 2010
  • 유비쿼터스 시대를 맞이하여 현재의 전자제품은 초고주파 환경에서의 소형화된 마이크로파 소자를 요구하고 있다. 마이크로파 대역에서 세라믹 소재는 대부분의 폴리머 소재에 비해 낮은 유전손실 값을 보이고 있어 향후 확대되는 고주파화에 적합한 소재로 평가되고 있다. 하지만 세라믹 재료는 깨지기 쉬운 특성을 가지고 있어 공정 및 취급이 어려우며 높은 소결온도를 가지고 있어 융점이 낮은 재료와의 집적화에 있어서 난점을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구실에서는 실온에서 세라믹을 비롯한 금속 및 폴리머 재료의 치밀한 코팅막의 성막 및 이종 접합이 가능한 Aerosol Deposition (AD 법)에 주목하였고 마이크로파 소자 제작 공정으로서 AD 법의 응용 가능성을 연구하였다. 마이크로파 소자의 기판으로서는 AD 법을 이용하여 유전손실이 낮고 플렉서블한 $Al_2O_3$-PTFE 혼합 기판을 제작하고 적용하였다. 금속 선로 패터닝 제작 공정으로는 도금법이 대표적이지만 고비용 및 복잡한 공정 절차, 폐화학용액으로 인한 환경문제 등의 단점을 지니고 있어 이를 대체하는 금속 선로 패터닝 공정이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 AD 법을 이용하여 금속 필름을 제작하고 대체 공정으로서의 가능성을 확인하였다. 하지만 AD 법을 이용한 세라믹 필름 제작에 관한 연구는 크게 활성화되어 있는 반면에 금속 필름의 제작, 특성 측정 및 개선에 관한 연구는 그에 비해 미비한 수준이다. 이를 위해 이번 연구에서는 AD 법을 이용하여 금속 필름을 성막 시에 영향을 미치는 요인을 고찰하였으며 또한 마이크로파 소자의 도체 손실에 크게 관계되는 금속 필름의 비저항 특성의 측정 및 개선에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 본 연구에서는 정전장 시뮬레이션을 활용하여 AD 법으로 성막된 금속 필름의 정밀한 비저항 측정에 관한 연구방법을 마련하고 후열처리를 통한 비저항 특성을 개선시키는 연구를 진행하였다.

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Evaluation of Static Strength on Ceramic /Metal Bonded Joints Considering Stress Singularity (응력특이성을 고려한 세라믹/금속 접합재의 정적강도평가)

  • 김기성
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.6 no.1
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    • pp.59-68
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    • 1997
  • Recently, the cases of using bonded dissimiliar materials which have each of the different components tend to increase for the purpose of developing new materials and using the special objects in the field of industry. Among the cases the strength evaluation of the joining materials of vehicle engine and the structural materials with ceramic/metal bonded joints becomes more important. But the residual stress occurs, because the joining of ceramics and metals is performed in extremely high temperature. It becomes a dominant cause to reduce the strength of the ceramic/metal bonded joints. In this paper, strength evaluation method of ceramic/metal bonded joints considering stress singularity was investigated by boundary element method and 4-point bending test. An advanced method of quantitative strength evaluation for ceramin/metal bonded joints is to be suggested.

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Analysis of Stress Singularity on Ceramics/Metal Bonded Joints (세라믹/금속 접합재에 대한 응력특이성의 해석)

  • Kim, Ki-Seong;Kim, Hui-Song;Chung, Nam-Yong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.20 no.10
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    • pp.3058-3067
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    • 1996
  • With increasing use of ceramics/metal bonded joints, It is required to analyze the residual stress distribution and stress singularity at an interface edge for its bonded joints. In this paper, the residual stress distribution and stress singularity index of the ceramics/metal bonded joints were analyzed by using 2-dimensional elastic boundary element method. The variations of residual stress distribution and stress singularity index are studied with changes for the combinations of ceramics/metal bodned joints.