• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2000.04a
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• pp.16-16
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• 2000

분무주조법으로 제조된 Al-25Si-(Fe,V) 합금빌렛의 미세조직을 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경으로 분석하였으며, 빌렛내에서 관찰되는 2차상의 형성거동을 정확히 분석하기 위해 over-sprayed 분말의 미세조직을 분무주조 빌렛과 함께 관찰하였다. 먼저 분무주조 빌렛을 표면으로부터 중심부까지 관찰한 결과, 분무주조 빌렛의 미세조직은 표면부 10mm 가량을 제외하고는 매우 균일한 미세조직을 보여주었다. 이에 본 연구에서는 분무주조 빌렛의 표면부와 중심부, 그리고 over-sprayed 분말조직으로 구분하여 각각에서 관찰되는 2차상을 관찰하였으며, 이를 바탕으로 분무주조 빌렛내에 형성된 2차상의 형성기구를 규명하고자 하였다. Over-sprayed 분말의 미세조직은 기지조직내에 균일하게 분포된 침상의 $\delta$-AlFeSi 상과 각형의 Si 입자로 구성되어 있었다. 반면, 분무주조 빌렛의 경우, 그 중심부에서는 기자조직내에 균일하게 분포된 막대형의 $\beta$-AlFeSi과 부정형의 조대한 Si입자가 관찰되었으며, 표면부에서는 부정형의 Si 입자와 함께 막대형의 $\beta$-AlFeSi/$\delta$-AlFeSi 복합상이 관찰되었다. 특히, 빌렛 표면부의 $\beta$-AlFeSi 상과 $\delta$-AlFeSi 상간에는 일정한 방위관계가 존재하였으며, 이러한 결과는 분무주조 빌렛내에 분포된 $\beta$-AlFeSi상들이 분무액적내에 형성된 준안정 $\delta$-AlFeSi 상으로부터 상분해되어 형성되었음을 제시한다. 이상의 분무주조 조직과 over-sprayed 분말의 미세조직으로부터 분무주조 빌렛의 최종 주조조직은 반응고상태의 분무액적 조직에 의해 지배됨을 알 수 있다.r plate)의 단면 미세조직 사진으로써 모재부와 오버레이충을 함께 보여주고 있다. 모재와 오버레이 충간의 경계면은 모재 일부가 용융된 후 웅고하면서 형성됨으로 인해서 도금이나 용사층과는 달리 매우 견고하게 결합되어 있다. 따라서 계면부의 탈락이라는 문 제점은 거의 없어 심한 응력을 받는 기계구조물 및 부품에도 본 기술은 널리 적용되고 있다. 그리고 사진 1에서 알 수 있는 바와 같이 모재와는 전혀 상이한 재료를 자유로이 선택하여 표면 유효층 일부만 오버레이시키며I 주조 및 단조가 불가능한 재료까지도 표면부에 오버레이 시킴으로 서 부품 및 설비의 제조에 있어 재료비의 절감과 제품의 수명이 획기적으로 개선될 수 있다. 그리고 최근에는 도금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다. within minimum time from beginning of the shutdown.및 12.36%, $101{\sim}200$일의 경우 12.78% 및 12.44%, 201일 이상의 경우 13.17% 및 11.30%로 201일 이상의 유기의 경우에만 대조구와 삭제 구간에 유의적인(p<0.05) 차이를 나타내었다.는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에 신장(腎臟)에서 수축된 것으로 나타났다. 30%o의 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 평균 신사구체(腎絲球體)의 면적은 담수(淡水)에 적응된 개체의 면적보다 유의성있게 나타났다. 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 신단위(腎單位)의 사

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.4
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• pp.61-68
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• 2023

In this study, Sn-3.5Ag-15.0Fe composite solder was manufactured and applied to TLP bonding to change the entire joint into a Sn-Fe IMC(intermetallic compound), thereby applying it as a high-temperature solder. The FeSn₂ IMC formed during the bonding process has a high melting point of 513℃, so it can be stably applied to power modules for power semiconductors where the temperature rises up to 280℃ during use. As a result of applying ENIG surface treatment to both the chip and substrate, a multi-layer IMC structure of Ni₃Sn₄/FeSn₂/Ni₃Sn₄ was formed at the joint. During the shear test, the fracture path showed that cracks developed at the Ni₃Sn₄/FeSn₂ interface and then propagated into FeSn₂. After 2hours of the TLP joining process, a shear strength of over 30 MPa was obtained, and in particular, there was no decrease in strength at all even in a shear test at 200℃. The results of this study can be expected to lead to materials and processes that can be applied to power modules for electric vehicles, which are being actively researched recently.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.80-80
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• 2010

전자제품의 소형화, 경량화, 고집적화가 심화됨에 따라 전자제품을 구성하는 회로의 미세화 또한 요구되고 있다. 이러한 요구는 경성회로기판 (rigid printed circuit board, RPCB) 뿐만 아니라 연성회로기판 (flexible printed circuit board, FPCB) 에도 적용되고 있으며 이에 대한 많은 연구 또한 이루어지고 있다. 연성회로기판은 일반적으로 절연층을 이루는 폴리이미드 (polyimide, PI)와 전도층을 이루는 구리로 이루어져 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 우수한 기계적 특성, 연속공정이 가능한 장점을 가지고 있으나, 고온다습한 환경하에서 높은 흡습성으로 인해 전도층을 이루는 구리와의 접합특성이 저하되는 단점 또한 가지고 있다. 또한 전도층을 이루는 구리는 고온다습한 환경하에서 산화 발생이 용이하기 때문에 접합특성의 감소를 야기할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고온다습한 조건하에서 sputtering and plating 공정을 통해 순수 Cr seed layer를 가지는 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간의 변화로 인해 발생하는 접합특성의 변화를 관찰하고 분석하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 일본 Kadena사(社)에서 제작된 폴리이미드 상에 sputtering 공정을 통해 순수 Cr으로 이루어진 각각 두께 100, 200, $300{\AA}$의 seed layer를 형성한 후 전해도금법을 이용, 두께 $8{\mu}m$의 구리 전도층을 형성한 시료를 사용하였다. 제작된 시료는 고온다습한 환경하에서의 접합 특성의 변화를 관찰하기 위하여 $85^{\circ}C$/85%RH 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효처리 한 후, Interconnections Packaging Circuitry (IPC) 규격에 의거하여 접합강도를 측정하였다. 시료의 전도층은 폭 3.2mm 길이 230mm의 패턴을 가지도록, 절연층은 폭 10mm, 길이 230mm으로 구성되었으며 이를 50.8mm/min의 박리 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 파면의 형상과 화학적 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 관찰 분석하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.75-75
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• 2009

연성회로기판은 일반적으로 절연체를 이루는 폴리이미드와 전도체를 이루는 구리로 구성되어 있다. 폴리이미드는 뛰어난 열적 화학적 안정성, 기계적 특성, 공정성 등의 장점으로 인해 연성회로기판의 절연체로서 제안되었지만 전도체를 이루는 구리와의 접합 특성이 우수하지 않기 때문에 많은 연구가 현재까지 진행되고 있고, 그 결과 연성회로기판의 접합 특성에 많은 개선이 이루어짐과 동시에 다양한 공정 방법이 제안되고 있다. 하지만 고온다습한 환경에서 사용될 경우 폴리이미드의 높은 흡습성과, 구리와 seed layer의 산화 문제로 인해 접합 특성이 저하된다는 단점 또한 가지고 있다. 따라서 본 연구를 통해 고온다습한 조건하에서 seed layer가 80Ni/20Cr 합금으로 구성된 연성회로기판의 seed layer의 두께와 시효시간으로 인해 발생하는 접합 신뢰성의 차이를 관찰하였다. 본 연구에서는 두께 $25{\mu}m$의 폴리이미드 위에 각각 100, 200, $300{\AA}$ 두께의 80Ni/20Cr의 합금 조성을 가지는 seed layer를 스퍼터링 공정을 통해 형성한 후 전해도금법을 이용하여 $8{\mu}m$ 두께의 구리 전도층을 형성하였다. 접합 특성 평가를 위해 ICP 규격에 따라 전도층 패턴을 폭 3.2mm, 길이 230mm로 시편을 제작하여 50.8mm/min의 이송 속도로 각 시편당 8회의 $90^{\circ}$ peel test를 실시하였다. 또한 $85^{\circ}C$/85% 항온항습 조건하에서 각각 24, 72, 120, 168시간 동안 시효 처리 후 같은 방법으로 연성회로기판의 접합 특성을 평가하였다. 파면의 형상과 조성을 분석하기 위해 SEM (Scanning electron microscope)과 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)를 사용하였으며, 파면의 조도 측정을 위해 AFM (Atomic force microscope)을 사용하였다. 또한 파면의 잔여물 분석을 위해 EPMA (Energy probe microanalysis)를 사용하였고 계면의 화학적 결합상태를 분석하기 위해 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)를 통해 파면을 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.25 no.2
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• pp.82-88
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• 2007

Sn-3.0Ag-0.5Cu lead fee solder was generally utilized in electronics assemblies. But it is insufficient to research about activation energy(Q) that is applying to evaluate the solder joint reliability of environmental friendly electronics assemblies. Therefore this study investigated Q values which are needed to IMC formation and growth of Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu and Sn-40pb/Cu solder joints during aging treatment. We bonded Sn-3.0Ag-0.5Cu and Sn-40Pb solders on FR-4 PCB with Cu pad$(t=80{\mu}m)$. After reflow soldering, to observe the IMC formation and growth of the solder joints, test specimens were aged at 70, 150 and $170^{\circ}C$ for 1, 2, 5, 20, 60, 240, 960, 15840, 28800 and 43200 min, respectively. SEM and EDS were utilized to analysis the IMCS. From these results, we measured the total IMC$(Cu_6Sn_5+Cu_3Sn)$ thickness of Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu and Sn-40Pb/Cu interface, and then obtained Q values for the IMC$(Cu_6Sn_5,\;Cu_3Sn)$ growth of the solder joints.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.1
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• pp.55-60
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• 2010

The honeycomb composite joint structure designed for application to a tilting KTX railroad car body is subjected to bending loads of a cantilever type. Honeycomb sandwich composite panel-joint attached in the real tilting car body was fabricated and sectioned as several beam-joint specimens for the bending test. The fracture behaviors of these specimens under static loads were different from those under cyclic loads. Static bending loads caused shear deformation and fracture in the honeycomb core region, while fatigue cyclic bend loading caused delamination along the interface between the composite skin and the honeycomb core, and/or caused a fracture in the welded part jointed with the steel under-frame. These fracture behaviors could occur in other industrial honeycomb composite joints with similar sub-structures, and be used for improving design parameters of a honeycomb composite joint structure.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.3
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• pp.134-146
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• 1995

Aluminium nitride(AlN) is currently under investigation as potential candidate for replacing alumium oxide(Al$_{2}$ $O_{3}$) as a substrate material for for electronic circuit packaging. Brazing of aluminium nitride(AlN) to Cu with Ag base active alloy containing Ti has been investigated in vacuum. Binary Ag$_{98}$ $Ti_{2}$(AT) and ternary At-1wt.%Al(ATA), AT-1wt.%Ni(ATN), AT-1wt.% Mn(ATM) alloys showed good wettability to AlN and led to the development of strong bond between brate alloy and AlN ceramic. The reaction between AlN and the melted brazing alloys resulted in the formation of continuous TiN layers at the AlN side iterface. This reaction layer was found to increase by increase by increasing brazing time and temperature for all filler metals. The bond strength, measured by 4-point bend test, was increased with bonding temperature and showed maximum value and then decreased with temperature. It might be concluded that optimum thickness of the reaction layer was existed for maximum bond strength. The joint brazed at 900.deg.C for 1800sec using binary AT alloy fractured at the maximum load of 35kgf which is the highest value measured in this work. The failure of this joint was initiated at the interface between AlN and TiN layer and then proceeded alternately through the interior of the reaction layer and AlN ceramic itself.

• Journal of Welding and Joining
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• v.26 no.6
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• pp.81-91
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• 2008

The weldability of resistance spot welding of TRIP1180 steels for automobile components investigated enhance in order to achieve understanding of weld fracture during tensile-shear strength (TSS) test. The main failure modes for spot welds of TRIP1180 steels were nugget pullout and interfacial fracture. The peak load to cause a weld interfacial failure was found to be related to fracture toughness of the weld and the weld diameter. Although interfacial fracture occurred in the spot welded samples, the load-carrying capacity of the weld was high and not significantly affected by the fracture mode. Substantial part of the weld exhibits the characteristic dimple (or elongated dimple) fractures on interfacial fractured surface also, dimple fracture areas were drawmatically increased with heat input which is propotional to the applied weld current. In spite of the high hardness values associated with the martensite microstructures due to high cooling rate. The high load-carrying ability of the weld is directly associated with the area of ductile fracture occurred in weld. Therefore, the judgment of the quality of resistance spot welds in TRIP1180 steels, the load-carrying capacity of the weld should be considered as an important factor than fracture mode.

• Journal of Welding and Joining
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• v.14 no.4
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• pp.99-108
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• 1996

The microstructure and bond strength are examined on the SiC/SiC and SiC/mild steel joints brazed by the Ag-Ti based alloys with different Ti contents. In the SiC/SiC brazed joints, the thickness of the reaction layers at the bond interface and the Ti particles in the brazing alloy matrices increase with Ti contents. When Ti is added up to 9 at% in the brazing alloy. $Ti_3SiC_2$ phase in addition to TiC and $Ti_5Si_3$ phase is newly created at the bond interface and TiAg phase is produced from peritectic reaction in the brazing alloy matrix. In the SiC/mild steel joints brazed with different Ti contents, the microstructure at the bond interface and in the brazing alloy matrix near SiC varies similarly to the case of SiC/SiC brazed joints. But, in the brazing alloy matrix near the mild steel, Fe-Ti intermetallic compounds are produced and increased with Ti contents. The bond strengths of the SiC/SiC and SiC/mild steel brazed joints are independent on Ti contents in the brazing alloy. There are no large differences of the bond strength between SiC/SiC and SiC/mild steel brazed joints. In the SiC/mild steel brazed joints, Fe dissolved from the mild steel does not affect on the bond strength of the joints. Thermal contraction of the mild steel has nearly no effects on the bond strength due to the wide brazing gap of specimens used in the four-point bend test. The brazed joints has the average bond strength of about 200 MPa independently on Ti contents, Fe dissolution and joint type. Fracture in four-point bend test initiates at the interface between SiC and TiC reaction layer and propagates through SiC bulk. The adhesive strength between SiC and TiC reaction layer seems to mainly control the bond strength of the brazed joints.

• Journal of Powder Materials
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• v.13 no.1 s.54
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• pp.62-67
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• 2006

Friction welding of $Al_2O_3$ particulate reinforced aluminum composites was performed and the following conclusions were drawn from the study of interfacial bonding characteristics and the relationship between experimental parameters of friction welding and interfacial bond strength. Highest bonded joint efficiency (HBJE) approaching $100\%$ was obtained from the post-brake timing, indicating that the bonding strength of the joint is close to that of the base material. For the pre-brake timing, HBJE was $65\%$. Most region of the bonded interface obtained from post-brake timing exhibited similar microstructure with the matrix or with very thin, fine-grained $Al_2O_3$ layer. This was attributed to the fact that the fine-grained $Al_2O_3$ layer forming at the bonding interface was drawn out circumferentially in this process. Joint efficiency of post-brake timing was always higher than that of pre-brake timing regardless of rotation speed employed. In order to guarantee the performance of friction welded joint similar to the efficiency of matrix, it is necessary to push out the fine-grained $Al_2O_3$ layer forming at the bonding interface circumferentially. As a result, microstructure of the bonded joint similar to that of the matrix with very thin, fine-grained $Al_2O_3$ layer can be obtained.