• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.64.1-64.1
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• 2011

LCD 디스플레이 등에 사용되는 글래스 패널 위에 bare si die를 직접 실장하는 COG 플립칩 패키지의 경우 Au 범프와 ITO 패드 간의 전기적 접속 및 접합부 신뢰성 확보를 위해 접속소재로서 ACF (anisotropic conductive film)가 사용되고 있다. 그러나 ACF는 고가이고 접속피치 미세화에 따라 브릿지 형상에 의한 쇼트 등의 문제가 발행할 수 있어 NCP (non-conductive paste)의 상용화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 NCP를 적용한 COG 패키지에 있어서 온도, 압력 등의 열압착 본딩 조건과 NCP 물성이 Au-ITO 접합부의 전기적 및 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. NCP는 에폭시 레진과 경화제, 촉매제를 사용하여 다양하게 포뮬레이션을 하였고 DSC (Differential Scanning Calorimeter), TGA (Thermogravimetric Analysis), DEA (Dielectric Analysis) 등의 열분석장비를 이용하여 NCP의 물성과 경화 거동을 확인하였다. 테스트 베드는 면적 $5.2{\times}7.2\;mm^2$, 두께 650 ${\mu}m$, 접속피치 200 ${\mu}m$의 Au범프가 형성된 플립칩 실리콘 다이와 접속패드가 ITO로 finish된 글래스 기판을 사용하였다. 글래스 기판과 실리콘 칩은 본딩 전 PVA Tepla사의 Microwave 플라즈마 장비로 Ar, $O_2$ 플라즈마 처리를 하였으며, Panasonic FCB-3 플립칩 본더를 사용하여 본딩하였다. 본딩 후 접합면의 보이드를 평가하고 die 전단강도로 접합강도를 측정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권3호
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• pp.825-831
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• 1996

폭약의 폭발시 발생되는 초고압 충격 에너지를 이용한 강-티타늄 이종재질의 폭발접합 특성을 한요소기법에 의하여 실험적인 방법으로는 해석하기 어려운 미시적 관점의 접합조건을 해석하였다. 서로 다른 이종재질간의 접합에서 HI-DYNA2D 유한요소 코드를 이용한 계산결과에 의하면 충돌부근에서의 압력크기는 기존에 수행하였던 Oberg등의 수치적 해석결과와 잘 일치하고 있다. 한편, 폭약이 정상적인 폭발에너지를 발생시키기 위해서는 폭약이 30mm이상의 두께를 유지하여야 하며 50mm이상의 폭약두께는 폭접소재의 접합에 별다른 영향을 주지 못하고 있다. 즉, 폭약을 적게 사용하면 접합에너지가 부족하여 접합이 약하고, 폭약이 과도하게 많게되면 폭약의 손실이 많이 되므로 폭발용접 설계시 이들의 양을 미리 명확하게 예측하는 것이 대단히 중요함을 제시하였다. 한 평행한 상태에서 강-티타늄 이중소재를 접합할 경우의 이격거리는 3-5mm로 유지하는 것이 가장 양호한 접합상태를 얻을 수 있는 것으로 해석된다. 본 연구에서는 폭발용접의 접합특성 해석과 이에 강-티타늄 이종재질의 접합 설계조건을 실험적인 방법으로 구하지 않고, HI-DYNA2D 코드를 활용한 반복작업을 통하여 접합조건의 설계데이터를 충분히 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권7호
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• pp.371-376
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• 2014

CdTe 멀티에너지 X선 영상센서와 ROIC를 패키징 하기 위한 flip chip bump bonding, Au wire bonding 및 encapsulation 공정조건을 개발하였으며 성공적으로 모듈화 하였다. 최적 flip chip bonding 공정 조건은 접합온도 CdTe 센서 $150^{\circ}C$, ROIC $270^{\circ}C$, 접합압력 24.5N, 접합시간 30s일 때이다. ROIC에 형성된 SnAg bump의 bonding이 용이하도록 CdTe 센서에 비하여 상대적으로 높은 접합온도를 설정하였으며, CdTe센서가 실리콘 센서에 비하여 쉽게 파손되는 것을 고려하여 접합압력을 최소화하였다. 패키징 완료된 CdTe 멀티에너지 X선 모듈의 각각 픽셀들은 단락이나 합선 등의 전기적인 문제점이 없는 것을 X선 3D computed tomography를 통해 확인할 수 있었다. 또한 Flip chip bump bonding후 전단력은 $2.45kgf/mm^2$ 로 측정되었으며, 이는 기준치인 $2kgf/mm^2$ 이상으로 충분한 접합강도를 가짐을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.354-354
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• 2015

코팅 층과 소지 사이의 접합력 평가를 위하여 박리 시험법(Peel Off Test), 블리스터 시험법(Blister Test), 압입균열 시험법(Indentation Test), 직접 인장 시험법(Direct Full Off Test), 스카치 테이프 시험법(Scotch Tape Test), 그리고 스크래치 시험법(Scratch Test) 등이 사용되어 왔다. 이 중 박리 시험법과 스카치 테이프 시험법이 산업계에서 일반적으로 사용되고 있다. 전자 산업계에서 많이 사용되고 있는 박리시험법은 금속박막과 절연체 기판 사이의 접합력을 간단하게 측정할 수 있으며, 실험값의 재현성이 뛰어난 장점이 있다. 또한, 측정하는 동안 만들어지는 박리 곡선(Peel Curve)로부터 분석의 신뢰성 여부를 확인할 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 박리 시험법 특성 상 금속 코팅층의 강도가 금속 피막/기판간 접합 강도를 초과하여야 하기 때문에 수백 nm 이하의 박막의 접합력 측정에는 적용하기가 어렵다. 이에 반하여, 스카치 테이프 분석법은 일정길이의 접착 테이프를 박막 표면에 붙인 후 다시 떼어내면서 접착력을 평가하는 방법으로, 박막의 접합력 평가에 적용이 가능하다. 그러나 이 방법은 합격 불합격 여부를 판정하는 정성적인 방법으로 정량평가가 어렵다. 또한, 박막에 접착 테이프를 붙일때의 압력, 테이프를 박리할 때의 각도 및 속도를 일정하게 제어하기가 쉽지 않아 결과의 신뢰성이 높지 않다. 스크래치 테스트는 탐사침(Stylus)을 이용하여 박막의 표면에 하중을 증가시키면서 기판을 이동하여, 피막의 균열이나 박리될 때의 임계 하중값 (Critical Load; Lc)을 측정하는 방법이다. 이 방법은 시편 준비가 쉽고 간단하여 빠른 분석이 가능하고, 수백 nm 이하의 박막에도 적용 가능하다. 또한, 접합력을 정량화 할 수 있기 때문에 변수에 따른 접합력 비교가 용이하다는 장점이 있다. 이와 같은 분석적 장점에도 불구하고, 스크래치 시험을 통한 접합력 측정 방법은 아직까진 산업적으로 널리 활용되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 스크래치 테스트의 원리 및 이론에 대하여 간략히 알아보고, 스크래치 분석을 이용한 접합력 비교에 대한 실제 사례들을 소개하고자 하였다.

• 기계저널
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• 제18권4호
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• pp.13-19
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• 1978

산업계에서 용접의 역할은 근년에 와서 그 중요성이 날로 더해 가고 있다. 산업계의 발전과 동승 해서 용접이 차지하는 비중이 확대되고 여러 분야에서 금속을 결합하는 수단으로 응용되고 있는 것은 이미 알고 있는 것으로 매일매일 용접기술은 개발이 되여 현재 사용되고 있는 용접법만 하 더라도 30여종이나 된다고 하며 금속합금은 이 용접법에 의해서 만족하게 처리되고 있다고 보겠 다. 여기서 생각해 보고 싶은 것은 어떤 금속합금을 용접하여 접합할 때 여러가지 용접법중에서 어떤 방법을 어떻게 채용된 용접법의 장단점을 충분히 고려한 후에 용접작업에 들어가지 않으면 안된다. 그런데 비교적 역사가 짧은 원자력공업은 재료를 접합하는데 여러가지로 어려운 문제점 을 제공하고 있는데 이것은 비단원자력공업 뿐만이 아니고 사람들이 금속을 처음으로 만들기 시 작했을 때부터라고 생각이 든다. 이 산업의 발전은 용접기술자가 여러가지로 복잡한 문제를 어떻 게 빨리 안전하게 해결할 수 있느냐에 달려 있다고 본다. 그러므로 용접기술자는 신기한 특성을 가지고 있는 금속의 접합기술을 개발하지 않으면 안되겠지만 원자력공업에서 적용되는 아주 높은 온도에서도, 높은 압력에서도 견딜 수가 있고 중성자 충격에도 손상을 받지 않는 성질이 요구된 다. 또 실험장치등도 운전중에는 방사성이 강하기 때문에 용접의 완전성이 절실히 요구된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.11-15
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• 2010

본 연구에서는 Sn-Pb 솔더를 이용한 열압착법을 이용하여 경성 인쇄 회로 기판 (rigid printed circuit board, RPCB)과 연성 인쇄 회로 기판 (flexible printed circuit board, FPCB)간 접합 시의 접합 조건을 최적화하는 연구를 진행하였다. 접합의 주요 변수로는 접합 압력, 온도 및 시간이 있으며 이러한 변수의 변화로 인해 접합부의 접합 형태와 박리 강도에서 많은 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 일정 접합 온도와 시간 조건 ($225^{\circ}C$, 7초)에서 22 N/cm의 최고 박리 강도를 보이며 이후로는 더 이상 박리 강도에서 큰 차이를 보이지 않게 되는데, 이를 박리 시험 시의 F-x (forcedisplacement) curve를 토대로 파괴 에너지를 산출하여 그 차이를 규명하였다. 최적의 접합 조건은 $225^{\circ}C$, 7초로 나타났다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제29권2호
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• pp.95-103
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• 2020

본 논문에서는 경량구조 적용을 위한 구조 접합부 설계를 제시하였다. 압력에 대한 구조 안정성 연구를 위하여 용접부 접합부와 볼트 접합부에 대한 모델을 설계하였다. 확립된 모델의 신뢰성 검증을 위하여, 비선형 해석을 수행하였고, 실험결과와 비교하였을 때 유사한 결과를 확인하였다. 또한 비교연구를 통하여 구조설계 재료와 적합한 용접방법을 선택하였으며, 볼트의 개수와 위치에 따른 파단하중 시뮬레이션을 진행하여 응력에 따른 안정성을 분석하였다. 마지막으로, 접합부 모델을 기반으로 경량 구조를 모델링하고 구조 해석을 수행하였다. 그 결과, 용접부와 볼트체결을 적용하여 설계된 구조가 접합부를 적용하지 않은 구조에 비해 최대응력이 31.4% 감소함을 확인하였다. 이 결과를 토대로, 경량구조의 안정성 해석 시 접합부 모델링의 필요성을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제8권4호
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• pp.20-26
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• 1990

In this study, to make research on its optimum condition in friction weld when the heating pressure is change during 1.6 to 3.0 $kgf/mm^2$, the experiment was performed with metal bearing under various condition; 1600 r.p.m spindile speed, 0.6 $kgf/mm^2$ preheating pressure, upset pressure 2.6 $kgf/mm^2$, 0.5 seconds preheating time, 1.7 seconds heating time, water and air was ejected 6 $kgf/mm^2$ into the bushing. On the basis of the experimental results, the following conclusion are drawn; 1) At the area of weld interface, the heardness is shown the maximum value and heat-affected zone about 0.5mm both sides. 2) Bending strength is shown the optimum heating pressure 2.4 kgf/mm. 3) With the approach of the flash, Sn is increased only 2 mm in A-alloy structure.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권2호
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• pp.1-10
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• 1994

노즐에서 분사되는 제트의 거동에 대해 전반적으로 고찰해보고, 실제 후판의 레이저 절단성 실험 을 통해 노즐의 영향 및 혼합가스의 절단면 질 향상효과 등을 살펴보았다. 간략히 요약하면 다음 과 같다. 아음속제트는 노즐압력을 증가함에 따라 절단압력도 증가하지만 노즐과 재료사이의 거 리를 가능한 작게 유지하여야 하는 제약이 있다. 따라서 사용중에 손상이 가기 쉽다. 이를 해결하 고자 초음속제트의 사용이 연구되고 있지만 shock의 형성으로 인해 노즐압과 절단압은 매우 비선 형적인 관계를 갖는다. 따라서 (i)고압에서도 MSD가 형성되지 않고 주기적인 압력 재상승이 나 타나도록 하거나, (ii)Laval노즐을 이용해 shock구조가 형성되지 않고 큰 절단거리를 얻도록 하는 방법이 제시되고 있다. 초음속노즐의 후판 절단 적용 가능성을 분석해 본 결과 유동 박리 현상으 로 인해 후판보다는 박판의 향상을 위해서는 적절한 조성의 혼합가스를 사용하는 것이 아주 효과 적이었으며, 보조 가수 제트를 채용해 slag제거를 효율적으로 수행 할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권4호
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• pp.90-98
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• 1997

A copper-tungsten sintered alloy(Cu-W) has been friction welded to a tough pitch copper in order to investigate the effect of friction pressure on bonding strength and a charicteristic of fracture. The tensile strength of the friction welded joint was increased up to 90% of the Cu base metal under the condition of friction time 1.2 sec, friction pressure 4.5kgf/$\textrm{mm}^2$ and upset pressure 10kgf/$\textrm{mm}^2$. From the results of fracture surface analysis, the increase of friction pressure could remarkably decrease the force and the time to be normally acted on weld interface. The W particles which were included in the plastic zone of Cu side could induce fracture adjacent to the weld interface because their existance in Cu induces a decrease in available section area and an increase in notch effect. Therefore, the tensile strength was decreased at high friction pressure (6kgf/$\textrm{mm}^2$) because the destruction of W was increased by an increase in mechanical force and crack was formed at weld interface.