• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.9 no.4 s.29
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• pp.11-16
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• 2005

In this paper, the hydrogen osmosis test and the mechanical tensile test were carried out to examine hydrogen cracking behavior of STS444 with welding conditions. In $0.5MH_2SO_4+0.001M \;As_2O_3$ solution, the hydrogen embrittlement characteristics of weld zone of STS444 added to load of $1,400 kg/cm^2$ together with hydrogen osmosis by current of $30mA/cm^2$ for 60 min. was considered. As a result of study on the hydrogen embrittlement and mechanical characteristics of STS444외와 with welding conditions the tensile stress and elongation of STS444 get lower by the absorption of oil or water before welding. Also, the reduction rate of tensile stress and elongation of STS444 is larger because of hydrogen embrittlement by the absorption of oil or water. STS444 by the absorption of water before welding is more sensitive to hydrogen embrittlement than oil.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.449-449
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• 2013

최근 반도체 소자의 집적회로는 점점 복잡해지고 있는 반면, 소자의 크기는 작아지고 있으며 그로 인해 패드의 크기가 작아지고 패드사이의 간격 또한 협소해지고 있다. 따라서 웨이퍼 단계에서 제조된 집적회로의 불량여부를 판단하기위한 검사 장비인 프로브카드(Probe Card)의 높은 집적도가 요구되고 있다. 하지만 기존의 MEMS 공법으로 제작되는 프로브 빔은 복잡한 제조 공정과 높은 생산비용, 낮은 집적도의 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 간단한 제조 공정과 낮은 생산비용, 높은 집적도를 가지는 프로브 빔을 개발하기 위하여 절연절단 방식으로 BeCu (Beryllium-Copper) 프로브 빔을 제작하였다. 낮은 소비 전력으로 우수한 프로브 빔 어레이를 제작하기 위해서 가장 고려해야할 대상은 프로브 빔의 재료와 구조(형상)이다. 절연전단 방식으로 프로브 빔을 형성할 때 요구되는 Fusing current는 프로브 빔의 구조(형상)에 크게 영향을 받는다. 낮은 Fusing current는 소비 전력을 줄여주고, 절연절단으로 형성되는 프로브 빔의 단면(끝)을 날카롭게 하여 프로브 빔과 집적회로의 패드 간의 접촉 저항을 감소시킨다. 프로브 빔의 제작은 BeCu 박판을 빔 형태로 식각하여 제작하였으며, 실리콘 비아 홀(Via hole) 구조의 기판위에 정렬하여 soldering 공정을 통해 실리콘 기판과 BeCu 박판을 접합시켰다. 접합된 프로브 빔의 끝부분을 들어 올린 상태로 전류를 인가하여 stress free 상태로 만들어 내부 응력을 제거하였으며, BeCu 박판에 fusing current를 인가하여 BeCu 박판 프레임으로부터 제거를 하였다. 제작된 프로브 빔의 길이는 1.7 mm, 폭은 $50{\mu}m$, 두께는 $15{\mu}m$, 절단부의 단면적은 1$50{\mu}m^2$로 제작되었다. 그리고 프로브 빔의 절단부의 길이는 $50{\mu}m$ 부터 $90{\mu}m$까지 $10{\mu}m$ 증가시켜 제작되었다. 이후에 절연절단 공정에 요구되는 Fusing current를 측정하였고, 절연절단 후의 절단면의 형상을 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 통하여 확인하였다. 절단부의 길이가 $50{\mu}m$일 때 5.98A의 fusing current를 얻었으며, 절연절단 후 절단부 상태 또한 가장 우수했다. 본 연구에서 제안된 프로브 빔 제작 방법은 프로브카드 및 테스트 소켓(Test socket) 생산에 응용이 가능하리라 기대한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.9 no.2
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• pp.162-166
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• 2000

High quality $Si_3N_4$ metal-insulator-metal (MIM) capacitors were realized by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Titanium nitride (TiN) adapted as a diffusion barrier reduced the interfacial reaction between $Si_3N_4$ dielectric layer and aluminum metal electrode showing neither hillock nor observable precipitate along the interface. The capacitance and the current-voltage characteristics of the MIM capacitors showed that the minimum thickness of $Si_3N_4$ layer should be limited to 500 $\AA$ under the present process, below which most of the capacitors were electrically shorted resulting in the devastation of on-wafer yield. According to the transmission electron microscopy (TEM) on the cross-sectional microstructure of the capacitors, the dielectric breakdown was caused by slit-like voids formed at the interface between TiN and $Si_3N_4$ layers when the thickness of $Si_3N_4$ layer was less than 500 $\AA$. Based on the calculation of thermally-induced residual stress, the formation of voids was understood from the mechanistic point of view.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.24 no.3 s.174
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• pp.603-612
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• 2000

Corrosion characteristics on the 12Cr alloy steel of turbine blade was electro-chemically investigated in 3.5wt% NaCI and 12.7wt% Na2S04 solution, respectively. Electro-chemical polarization test, Huey test and Oxalic acid etching test were previously conducted to estimate corrosion susceptibility of the material. And, using the horizontal corrosion fatigue tester, corrosion fatigue characteristics of 12Cr alloy steel in distilled water, 3.5wt% NaCI solution, and 12.7wt%(1M) Na2S04 solution were also fracture-mechanically estimated and compared their results. Parameter considered was room temperature, 60'C and 90'C. Corrosion fatigue crack length was measured by DC potential difference method.Obtained results are as follows,1) 12Cr alloy steel showed high corrosion rate in 3.5wt% NaCI solution and Na2S04 solution at high tempratue.2) Intergranular corrosion sensitivity of 12 Cr alloy was smaller than austenitic stainless steel.3) Corrosion fatigue crack growth rate in 3.5wt% NaCI and 12.7wt%(IM) Na2S04 solution is entirely higher than in the distilled water, and also increased with the temperature increase.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.9
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• pp.825-834
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• 2010

In this study, we investigated the effects of adiabatic walls on natural convection in various rectangular cavities experimentally and numerically. Heat transfer rates were measured for cavities with and without adiabatic sidewalls by varying Grashof number from $1.53\times10^7$ to $1.01\times10^{10}$. Some typical test results were successfully simulated using FLUENT. In the case of very narrow cavities, where the adiabatic walls were very close to each other, it was difficult to perform experiments; therefore, FLUENT simulations were performed. The existing heat transfer correlations for rectangular cavities were well predicted by the experimental and numerical results. As expected, the effects of adiabatic walls were restricted to the very narrow region near the walls. This study was carried out during the development of an analogy experimental method in which heat-transfer systems are replaced with mass-transfer systems using copper sulfate electroplating systems. The results of this study provide theoretical background of handling adiabatic walls during the design of test facilities.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.5
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• pp.476-482
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• 2013

In this work, the effects of electrochemical oxidation of carbon fiber surfaces on mechanical interfacial properties of carbon fibers-reinforced polarized-polypropylene matrix composites were studied with various current densities during the treatments. Surface properties of the fibers before and after treatments were observed by SEM, AFM, XPS, and contact angle measurements. Mechanical interfacial properties of the composites were measured in terms of critical stress intensity factor ($K_{IC}$). From the results it was found that $O_{1s}$ peaks of the fiber surfaces were strengthened after electrochemical oxidation which led to the enhancement of surface free energy of the fiber, resulting in good mechanical performance of the composites. It can be concluded that electrochemical oxidation of the carbon fiber surfaces can control the interfacial adhesion between the carbon fibers and polarized-polypropylene in this composites system.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.69-69
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• 2010

최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.5
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• pp.484-492
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• 2013

With the industrial acceleration in a lot of countries of the world, the demand for anti-corrosion and anti-abrasion material increases continuously. Particularly, stainless steel with the fine surface and excellent corrosion resistance is widely used in various industrial fields including ship, offshore structures tidal power plant, and etc. In marine environment, however, it is easy to generate by the corrosion damage by $Cl^-$ ion and cavitation damage due to high rotation speed on stainless steel. Therefore, in this research, the cavitation erosion-corrosion test (Hybrid test) was performed for 304 stainless steel specimen used in the high flow rate seawater environment. And the cavitation damage behavior in the corrosive environment was analyzed overall. The high hardness was shown due to the formation of compressive residual stress by the water cavitation peening effect in cavitation condition. However, high current density in the potentiodynamic polarization experiment presented with the breakdown of the passive film caused by physical impact. Therefore, both electrochemical characteristics and mechanical properties must be taken into account to improve the cavitation resistance in seawater.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.4
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• pp.237-241
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• 1999

The characteristics of copper thin films and via hole filling capability were investigated by pulsed electrodeposition method. Especially, the effects of additives on the properties of copper thin films were studied. Copper films, which were deposited by pulsed electrodeposition using commercial additives, had low tensile stress value under 83.4 MPa and high preferred Cu (111) texture. Via holes with $0.25{\mu}m$ in diameter and 6 : 1 aspect ratio were successfully filled without any defects by superfilling. It was observed that copper microstructure deformed by twining. After heat treatment at $500^{\circ}C$ for 1 k in vacuum furnace, grain size was 1 or 2 times as large as film thickness and the bamboo structure was formed. Heat treated copper films showed good resistivities of $1.8\~2.0{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.124-124
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• 2000

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic boron nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 c-BN 박막의 증착직후 급격한 박리현상 때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용한 c-BN 박막의 합성에서 적용한 증착공정 인자들의 변화에 따른 박리특성 고찰과 함께 다층박막화 및 제 3원소 혼입 방법을 적용하여 박리특성 향상 정도를 조사하였다. BN 박막합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(Activated Reactive Evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE 장치와 달리 열음극(got cathode)과 양극(anode) 사이에 평행자기장을 부가하여 플라즈마의 증대시켜 반응효율을 높였다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40mmzmrl로 절단 후, 10%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한 후 사용하였다. 박막실험실에서의 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N2가스유량비이었다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, BN 박막의상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 박리특성의 고찰은 대기중에서의 자발적 박리가 일어나 90%이상의 박리가 진행된 시점까지의 시간을 측정하였고, 증착직후 박막의 잔류응력 변화와 연관하여 고찰해 보았다.