• 한국재료학회지
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• 제3권3호
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• pp.282-291
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• 1993

첨가원소를 달리한 두 종류의 삽입금속 Cu-10tw% Ti합금과 Cu-7.5wt% Zr 합금을 사용하여 알루미나와 304 스테인레스강을 활성브레이징법으로 접합하였을 때 두 접합체 계면의 반응층생성구조를 비교조사하여 다으모가 같은 결과를 얻었다. Cu-10tw% Ti삽입금속을 사용한 접합체의 알루미나쪽 반응층은 단층구조를 이루고 있었으나 Cu-7.5wt% Zr삽입금속을 사용한 경우 반응층은 이중구조를 이루고 있었다. 이는 두 종류의 서로 다른 삽입금속이 용융상태에서 알루미나 표면에 갖는 젖음성(wettability)차이에 기인하는 것으로 사료되며 이러한 반응층의 생성구조는 접합강도에 지대한 영향을 미치는 것으로 확인되었다. Cu-10wt% Ti 삽입금속을 사용한 경우 모든 접합조건에서 열응력에 의한 모서리 균열(dege crack)이 관찰되었으나 Cu-7.5wt% Zr 삽입금속을 사용한 경우 적정 접합조건을 선정하면 반응층의 이중구조를 통애 열응력을 완화시킴으로써 균열발생을 억제하여 1323K $\times$ 0.6Ks의 접합조건에서 비교적 높은 약 86MPa의 전단강도값을 얻을 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.221-225
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• 2012

마그네슘 합금은 경량화 재료로서 많은 주목을 받고 있으나, 스테인레스 스틸과의 접합이 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 수중충격파를 이용하여 스테인레스 스틸(SUS304)과 마그네슘 합금(AZ31)의 폭발용접을 수행하고 접합특성에 관한 분석을 수행하였다. SUS304의 두께는 0.5 mm와 1 mm를 사용하였으며, 폭약과 재료의 이격거리는 45 mm, 폭약의 설치경사는 $20^{\circ}$로 하여 실험한 결과, 두 재료의 접합면에서 중간층(resolidified interlayer)이 형성되었다. 중간층의 형성을 억제하기 위하여 폭약과 재료의 거리를 60 mm로 증가시켰으며 폭약의 경사는 $30^{\circ}$으로 변경하여 폭발용접실험을 수행하였다. 그 결과, 폭약과 재료 사이의 간격과 경사각이 증가함에 따라 중간층이 나타나지 않는 경향을 보였다. 이 중간층에 대하여 EPMA분석한 결과, 중간층은 두 금속의 재료가 혼합되어 있는 것으로 확인 되었으며, 경도는 두 금속의 평균 경도에 해당 됨이 확인 되었다.

• 한국자기학회지
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• 제10권3호
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• pp.118-122
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• 2000

절연층으로 $Al_2$ $O_3$를 사용한 스핀의존성 터널링 접합에서 절연층의 두께가 자기저항특성에 미치는 효과에 대해 조사하였다. 스핀 의존성 터널링 접합은 3-gun 스퍼터링 시스템에서 4$^{\circ}$tilt-cut (111)Si 기판 위에 증착하였다. 절연층으로 사용된 $Al_2$ $O_3$는 Al을 1~3 nm로 증착한 후에 대기중에서 자연산화시켜 얻었고, 상부와 하부 강자성체 전극은 NiFe와 Co를 사용하였다. 자기저항비는 절연층의 두께가 2 nm인 터널링 접합에서 약 14 %로 최대값을 보였고 접합에 걸리는 터널링 전압이 증가함에 따라 최대 자기저항비는 급격히 감소하는 경향을 보였다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2005년도 하계학술연구발표회 논문개요집
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• pp.100-101
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• 2005

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.370-370
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• 2009

이종접합태양전지는 구조적 대칭성 때문에 웨이퍼 두께가 감소하여도 보우잉이 일어나지 않는 특징이 있으며, 산요에서 개발한 이종접합태양전지의 효율이 22% 이상을 보이고 있다. 이종접합태양전지에서 비정질 실리콘과 실리콘 웨이퍼의 계면에 따라 이종접합태양전지의 특성이 크게 변화한다. 본 연구에서는 패시베이션 층으로 사용되는 비정질 실리콘을 hot wire chemical vapor deposition(HWCVD)을 사용하여 이종접합태양전지에 적용하였으며 기존의 plasma-enhanced chemical vapor deposition을 이용한 비정질 실리콘을 적용한 이종접합태양전지와 비교하였다. 패시베이션 특성을 확인하기 위해 quasi-steady state photoconductance로 minority carrier lifetime을 측정하였고, 태양전지 특성평가로는 암전류특성 및 광전류특성을 사용하였다. HWCVD를 사용하여 패시베이션한 태양전지의 경우 16.1%의 효율을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.93.2-93.2
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• 2018

최근 기후 변화 문제로 $CO_2$배출량 억제 정책에 따라 열전재료가 다양한 분야에 크게 주목 받고 있다. 열전 모듈은 전류를 흘려 온도차를 발생시키는 펠티어 효과와 온도차를 전력으로 변환하는 제백 효과를 이용한다. 열전발전용에 적용되는 상용 열전모듈의 경우, 열전소자의 접합부의 수는 수십 개 이상이다. 따라서 단 한 개의 접합 불량 열전소자가 모듈 전체의 열전성능에 큰 영향을 미친다. 현재 상용화 된 Bi-Te계 열전 모듈은 Bi-Te의 Te와 Sn계 솔더의 주성분인 Sn이 $250^{\circ}C$ 부근에서 취성의 Sn-Te계 금속 화합물을 형성한다고 알려져 있다. 이 때 생성된 Sn-Te 화합물은 열전모듈의 접합강도를 약화시키고 이로 인해 열전모듈의 접합 신뢰성을 크게 저하 시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 솔더와 소자 사이에 확산방지층이 적용되고 있으며, 이 중에서 니켈합금이 가장 널리 적용되고 있다. 니켈층을 형성시키는 방법 중에서, 무전해 도금법은 간단하게 열전소자 표면 위에 도금 층을 균일한 두께로 만들어 낼 수 있다. 하지만, 니켈 도금층과 Bi-Te 소자 간에 화학적 결함이 존재하지 않기 때문에, 무전해 니켈 도금층의 밀착성이 떨어진다. 이 때. 소자 표면에 거칠기 효과(anchor effect)를 부여하기 위해 물리적 샌딩법을 사용하는데 이 방법의 경우 소자에 크랙 같은 손상을 미쳐 열전모듈의 신뢰성 저하를 가져온다. 그러므로 거칠기 효과를 부여하면서 소자에 손상을 최소화하는 습식 식각법을 개발하여 Bi-Te계 열전소자의 표면 조도를 조절하고 무전해 Ni-P 도금을 실시하였다. 그리고 열처리 유무에 따른 열전모듈의 접합강도를 측정하였으며, 제작한 열전 모듈의 접합부 및 파단부의 계면 분석하여 무전해 Ni-P도금을 위한 습식식각법(wet etching법)에 대하여 검토하였다. N-type은 질산과 구연산의 혼합수용액에, P-type은 왕수에 습식 식각처리를 해서 적당히 표면 조도를 조절한 후에 EPMA로 분석을 해본 결과 니켈 도금층과 Bi-Te 소자 간에 anchor effect가 부여 된 것을 확인했다. 습식 식각에 의해서 제조된 열전모듈의 접합강도는 종래의 알루미나 샌딩법으로 제조한 열전모듈 보다 높은 접합강도를 나타내었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.391-397
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• 2001

비균질 적층 구조물에서의 유도초음파 전파는 이론적 분산성에 기초하여 실험적으로 규명된다. 이는 입사각도와 주파수의 적절한 선택은 적층 구조물에서의 유도초음파 발생에 중요하나는 깃을 드러낸다. 이론적 분산성은 접착층 두께와 층 두께, 물성치에 크게 의존한다. 실험적으로 분산성의 변화를 관찰하므로 비균질 적층 구조물의 접착층 두께를 측정하는 것이 가능하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
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• pp.197-200
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• 2001

입사된 음파에 대한 배진동 주파수의 발생과 입사 음파들간의 합$\cdot$차 주파수 발생은 물체내 결함이 존재할때에 나타나는 중요한 비선형 효과라는 것을 이용하여 단순화된 실험실 조건의 겹쳐진 두 장의 유리판에 적용하였다. 본 논문에서는 적층 접합 물체에 있어서의 비파괴 검사법을 위해 접합되지 않은 결함 부분은 두 장의 유리판 사이의 공기 층으로 단순화하였고, 접합되어진 부분은 물 층으로 단순화하여 실험을 진행하였다. 서로 다른 조건의 두 접합 부분으로부터 발생된 입사된 기본 주파수의 배진동 주파수 발생과 합 $\cdot$차 주파수 발생을 관측함으로써 구조물 내의 결함 유$\cdot$무를 판별하였다. 배진동 주파수의 발생과 합$\cdot$차 주파수의 발생은 결함이 존재할 경우에 두드러지게 나타났지만, 결함이 존재하지 않는 경우에서는 비선형 반응의 발생이 억제되었다. 이 결과로부터 비선형 현상의 발생은 이차원적인 적층 구조물에도 적용 가능하며, 비선형 비파괴 음향 탐사법에 의한 결함의 존재 유$\cdot$무 판별이 가능하였다.

• 접착 및 계면
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• 제24권3호
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• pp.86-94
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• 2023

OLED 소자를 용액공정으로 제작함에 있어 음극 전극의 용액공정화가 기술적인 난제이므로 별도의 기판에 음극 전극을 형성하고 PEI 층을 접합층으로 사용하여 이를 다른 기판의 소자와 물리적, 전기적으로 연결하는 연구를 진행하였다. PEI 용액의 농도, PEI 층의 두께 및 첨가제 혼합 등을 변수로 하였으며 접착력 측정기와 EOD 소자 제작을 통하여 특성을 확인한 결과는 다음과 같다. PEI 용액의 농도가 높을수록 접착강도가 증가하였으나 막 두께의 증가로 전류 밀도가 감소하였다. 0.1 wt% PEI 용액에 첨가제로서 조비톨과 PEG를 혼합한 결과 PEG를 0.5 wt%의 농도로 혼합한 조건에서 900 mA/cm² 의 최대 전류 밀도를 얻었으며 양호한 접착 상태와 소자의 점등도 확인되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 본 연구실에서 무연 솔더를 위한 새로운 Cu-Zn 합금 젖음층을 개발하였다. 전해도금을 통하여 Cu-Zn 합금층을 형성한 뒤 그 위에 Sn-4.0wt% Ag-0.5wt% Cu (SAC 405) 솔더를 리플로 솔더링을 통해 솔더접합부를 형성하였으며 계면에서 생성된 금속간 화합물의 형성 및 성장 거동을 연구하였다. SAC/Cu 시스템의 경우, $150^{\circ}C$에서 시효 처리를 실시하는 동안 솔더와 도금된 Cu 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상과 미세한 공공이 형성된 $Cu_3Sn$ 상이 발견되었다. 반면에 SAC/Cu-Zn 시스템에서는 계면에서 $Cu_6Sn_5$ 상만이 형성되었다. 또한 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상이 SAC/Cu 시스템에 비해 현저하게 억제되었다. SAC/Cu-Zn 계면에서의 금속간 화합물의 성장 속도가 SAC/Cu 계면에서 형성된 금속간 화합물의 성장 속도보다 느리게 나타났다. Cu-Zn 젖음층의 Zn가 솔더와 Cu-Zn 층 사이에서 Cu와 Sn 원자의 상호 확산을 방해하기 때문이다. 본 연구에서는 Cu와 Cu-Zn 층을 이용한 솔더 접합부의 낙하 충격 신뢰성을 연구하였다. 낙하 충격 시험 시편은 두 개의 인쇄 회로 기판을 SAC 405 솔더볼을 이용하여 리플로를 통해 상호연결 하여 제조되었다. 이 때, 각각의 인쇄 회로 기판의 패드에는 Cu 층과 Cu-Zn층을 전해도금을 통하여 각각 $10{\mu}m$두께의 젖음층을 형성하였다. 낙하 시험 시편을 제조한 뒤, 시효 처리에 대한 낙하 저항 신뢰성의 특성을 연구하기 위해 250, 500 시간동안 시효처리를 한 후 각 조건에서 계면에 형성된 금속간 화합물의 성장 거동을 관찰하였으며, 낙하 충격 시험을 실시하였다. 낙하 시험은 daisy chain으로 연결된 시편의 저항이 100 Ohm 이상 측정되었을 때 중단되도록 하였다. Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편의 경우 초기 리플로를 하였을 때 불량이 발생하는 평균 낙하 수는 350이며, Cu/SAC/Cu 시편의 평균 낙하수는 200 미만으로 나타났다. Cu/SAC/Cu 시편의 경우, 시효처리 시간이 증가함에 따라 평균 낙하수는 큰 폭으로 감소하였지만, Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 시편은 불량이 발생하는 평균 낙하수의 감소폭이 보다 완만하게 나타났다. Cu 층에 Zn를 첨가함으로써 솔더와 젖음층 사이에서 형성된 금속간 화합물의 성장 및 미세 공공의 형성이 억제되었고, 솔더 접합부의 과냉을 감소시킴으로써 큰 판상형의 $Ag_3Sn$ 상의 형성을 억제함으로써 Cu-Zn/SAC/Cu-Zn 솔더 접합부에서 Cu/SAC/Cu 솔더 접합부보다 낙하 충격에 대한 저항성 및 신뢰성이 향상되었다. 이는 무연 솔더에 Zn를 첨가하여 낙하 충격 신뢰성을 향상시킨 것과 동일한 효과를 나타냈음을 확인하였다. 본 연구는 한국 과학 기술 재단의 전자패키지 재료 연구 센터(CEPM)와 지식 경제부의 부품 소재 기술 개발 사업의 지원을 받아 수행되었습니다.