• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제3권3호
• /
• pp.123-134
• /
• 2012

The electrochemical performance of positive pole grids of lead-acid batteries made of Pb-0.08%Ca-1.1%Sn alloys without and with 0.1 wt% of each of Cu, As or Sb and with 0.1 wt% of Cu, As and Sb combined was investigated by electrochemical methods in 4.0 M $H_2SO_4$. The corrodibility of alloys under open-circuit conditions and constant current charging of the positive pole, the positive pole gassing and the self-discharge of the charged positive pole were studied. All impurities (Cu, As, Sb) were found to decrease the corrosion resistance, $R_{corr}$ after 1/2 hour corrosion, but after 24 hours an improvement in $R_{corr}$ was recorded for Sb containing alloy and the alloy with the three impurities combined. While an individual impurity was found to enhance oxygen evolution reaction, the impurities combined significantly inhibition this reaction and the related water loss problem was improved. Impedance results were found helpful in identification of the species involved in the charging/discharging and the self-discharge of the positive pole. Impurities individually or combined were found to increase the self-discharge during polarization (33-68%), where Sb containing alloy was the worst and impurities combined alloy was the least. The corrosion of the positive pole grid in the constant current charging was found to increase in the presence of impurities by 5-10%. Under open-circuit, the self-discharge of the charged positive grids was found to increase significantly (92-212%) in the presence of impurities, with Sb-containing alloy was the worst. The important result of the study is that the harmful effect of the studied impurities combined was not additive but sometimes lesser than any individual impurity.

• 한국재료학회지
• /
• 제29권9호
• /
• pp.553-558
• /
• 2019

$Cu_2ZnSn(S,Se)_4(CZTSSe)$ thin film solar cells areone of the most promising candidates for photovoltaic devices due to their earth-abundant composition, high absorption coefficient and appropriate band gap. The sputtering process is the main challenge to achieving high efficiency of CZTSSe solar cells for industrialization. In this study, we fabricated CZTSSe absorbers on Mo coated soda lime glass using different pressures during the annealing process. As an environmental strategy, the annealing process is performed with S and Se powder, without any toxic $H_2Se$ and/or $H_2S$ gases. Because CZTSSe thin films have a very narrow stable phase region, it is important to control the condition of the annealing process to achieve high efficiency of the solar cell. To identify the effect of process pressure during the sulfo-selenization, we experiment with varying initial pressure from 600 Torr to 800 Torr. We fabricate a CZTSSe thin film solar cell with 8.24 % efficiency, with 435 mV for open circuit voltage($V_{OC}$) and $36.98mA/cm^2$ for short circuit current density($J_{SC}$), under a highest process pressure of 800 Torr.

• 자원리싸이클링
• /
• 제17권3호
• /
• pp.48-55
• /
• 2008

핸드폰 기판 내 구리와 은의 침출거동에 미치는 질산농도, 반응온도, 교반속도, 광액농도의 영향을 조사하기 위하여 질산을 이용한 핸드폰 기판침출실험을 수행하였다. 질산농도와 반응온도의 증가에 따라 침출율은 빠르게 증가하였다. 최적 침출 조건인 $80^{\circ}C$, 2mol/L $HNO_3$, 120g/L의 조건에서 구리와 은의 침출율은 반응시간 20분 동안 $98{\sim}99%$에 달하였다. 수축핵 모델(Shrinking core model)에 기초하여 각 침출실험결과를 분석하고 속도상수를 결정하였다. 활성화에너지는 2mol/L 질산용액을 이용하여 온도범위 $35{\sim}80^{\circ}C$에서 분석한 결과, 구리와 은에 대하여 각각 45.5kJ/mol과 60.5kJ/mol을 나타내었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.1-11
• /
• 2005

The stoichiometric mixture of evaporating materials for the $CuInSe_2$ single crystal thin film was prepared from horizontal furnace. Using extrapolation method of X-ray diffraction patterns for the polycrystal $CuInSe_2$, it was found tetragonal structure whose lattice constant $a_0$ and $c_0$ were $5.783\;{\AA}$ and $11.621\;{\AA}$, respectively. To obtain the $CuInSe_2$ single crystal thin film, $CuInSe_2$ mixed crystal was deposited on throughly etched GaAs(100) by the HWE(Hot Wall Epitaxy) system. The source and substrate temperature were $620^{\circ}C$ and $410^{\circ}C$ respectively. The crystalline structure of $CuInSe_2$ single crystal thin film was investigated by the double crystal X-ray diffraction(DCXD). Hall effect on this sample was measured by the method of Van der Pauw and studied on carrier density and mobility depending on temperature. From Hall data, the mobility was likely to be decreased by impurity scattering in the temperature range 30 K to 100 K and by lattice scattering in the temperature range 100 K to 293 K. The temperature dependence of the energy band gap of the $CuInSe_2$ obtained from the absorption spectra was well described by the Varshni's relation, $E_g(T)=1.1851\;eV-(8.99{\times}10^{-4}\;eV/K)T^2/(T+153\;K)$. The open-circuit voltage, short current density, fill factor, and conversion efficiency of $n-CdS/p-CuGaSe_2$ heterojunction solar cells under $80\;mW/cm^2$ illumination were found to be 0.51V, $29.3\;mA/cm^2$, 0.76 and 14.3 %, respectively.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
• /
• pp.68-68
• /
• 2003

최근의 전자부품은 고밀도 고집적화 됨에 따라 여러 가지 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 부품이 실장되는 부분에 사용되는 솔더나 전기적 회로를 구성하는 패턴간에 금속 이온 마이그레이션(Metallic Ion Migration)이 발생하여 전기적 단락(Short)를 유발함으로써 전자제품의 치명적 고장을 유발한다. 본 연구는 이온 마이그레이션 현상을 물방울시험(Water Drop Test)을 통하여 재현함으로써 발생 메카니즘을 확인하여 발생원인을 직접적으로 관찰하고, 각 종 패턴의 거리 및 전압에 따른 발생속도의 차이를 조사하기 위하여 수행되었다. 이러한 실험을 위하여 콤 패턴(Comb Pattern)의 FR-4 재질 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 사용하였으며, 사용된 전극재질로는 Cu, SnPb, Au를 사용하였고, 패턴간 거리는 0.5, 1.0, 2.0mm의 3가지 종류로 구분하였다. 또한 패턴간에 인간 된 전압은 6.5V, 15V를 인가한 후 마이그레이션이 발생되는 시간을 측정하였다. 이러한 실험으로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 6.5V의 인가전압에서는 Cu 패턴이 대체적으로 가장 빠르게 마이그레이션이 발생하였으며, 다음으로 Au가 발생하였고, Cu와 SnPb의 발생시간은 대체적으로 근사한 값을 나타내었다. 이것은 비슷한 평형전위를 갖는 재료는 마이그레이션 발생시간이 유사하게 나타나며, 높은 (+)전위를 갖을수록 발생시간이 지연됨을 알 수 있다. (2) 15V를 인가하였을 때 패턴간격이 0.5mm인 경우 Cu, Au, SnPb의 순으로 나타났으며, 1.0mm는 SnPb, Cu, Au, 2.0mm인 경우는 SnPb, Au, Cu의 순으로 마이그레이션이 발생하였다. 인가전압이 높은 경우 초기 발생에는 큰 차이가 없지만 수지상이 발생 후 성장하는데 많은 영향을 미치는 것으로 보인다. 이것은 초기 수지상의 형성에 큰 영향을 미치는 것은 재료의 평형전위에 의한 값이 좌우하지만, 수지상이 일정길이 이상 형성된 이후에는 성장속도가 평형전위에 따른 값과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있다.

• 한국초전도학회:학술대회논문집
• /
• 한국초전도학회 1999년도 High Temperature Superconductivity Vol.IX
• /
• pp.71-74
• /
• 1999

접지면을 가지는 정사형 조셉슨 결합을 제작하기 위한 기본 단계로 YBCO/STO/YBCO 구조의 다층 박막을 제작하였다. 상하부 YBCO 박막은 그 사이에 존재하는 STO 절연층에 형성된 홀을 통해 서로 연결되어 있으며 이것의 저항-온도 특성을 측정한 결과 임계 온도가86 K로 나타났다. 이 결과는 시편을 매우 장시간동안 열처리한 후 얻은 결과로서 YBCO/STO/YBCO 다층 구조의 박막 제작시 하부 YBCO 박막의 특성이 많이 저하되고 이를 복원하기 위해서는 열처리 공정이 매우 중요함을 알 수 있었다. 현재 우수한 특성을 가지는 YBCO/STO/YBCO 다층 구조의 제작 공정을 최적화하기 위한 연구를 계속 수행 중에 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제30권6호
• /
• pp.670-677
• /
• 2006

Vacuum interrupters are used in various switch-gear components such as circuit breakers, distribution switches, contactors. The electrodes of a vacuum interrupter are manufactured of sinter-forged Cu-Cr material for good electrical and mechanical characteristics. Since the closing velocity is 1-2m/s and impact deformation of the electrode depends on the strain-rate at the given velocity, the dynamic material property of the sinter-forged Cu-Cr alloy is important to design the vacuum interrupter reliably and to identify the impact characteristics of a vacuum interrupter accurately. This paper is concerned with the dynamic material properties of sinter-forged Cu-Cr alloy for various strain rates. The amount of chrome is varied from 10 wt% to 30 wt% in order to investigate the influence of the chrome content on the dynamic material property. The high speed tensile test machine is utilized in order to identify the dynamic property of the Cu-Cr alloy at the intermediate strain-rate and the split Hopkinson pressure bar is used at the high strain-rate. Experimental results from both the quasi-static and the high strain-rate up to the 5000/sec are interpolated with respect to the amount of chrome in order to construct the Johnson-Cook and the modified Johnson-Cook model as the constitutive relation that should be applied to numerical simulation of the impact behavior of electrodes.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제49권8호
• /
• pp.657-663
• /
• 2011

This study represents the results of the peel strength and surface morphology according to the preprocessing times of polyimide (PI) in a Cu/Ni/PI structure flexible copper clad laminate production process based on the polyimide. Field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to analyze the surface morphology, crystal structure, and interface binding structure of sputtered Ni, Cu, and electrodeposited copper foil layers. The surface roughness of Ni, Cu deposition layers and the crystal structure of electrodeposited Cu layers were varied according to the preprocessing times. In the RF plasma times that were varied by 100-600 seconds in a preprocessing process, the preprocessing applied by about 300-400 seconds showed a homogeneous surface morphology in the metal layers and that also represented high peel strength for the polyimide. Considering the effect of peel strength on plastic deformation, preprocessing times can reasonably be at about 400 seconds.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.65-70
• /
• 2021

본 연구에서는 레이저 접합 공정을 이용하여 flame retardant-4 (FR-4) 인쇄회로기판 (printed circuit board, PCB)의 organic solderability preservative (OSP) 표면처리 된 Cu pad와 전자부품을 Sn-57Bi-1Ag 저온 솔더 페이스트로 접합을 한 후 접합부의 계면 특성과 기계적 특성에 대하여 보고 하였다. 레이저 접합 공정은 레이저 파워 및 시간 등을 다르게 진행하여 접합 공정 조건이 접합부의 계면 및 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 레이저 접합 공정의 산업적 적용을 위하여 산업적으로 많이 이용되고 있는 리플로우 접합 공정을 이용한 접합부의 특성과도 비교 하였다. 레이저 접합 공정 적용 결과 2, 3 s의 짧은 공정 시간에도 계면에 Cu₆Sn₅ 금속간화합물 (intermetallic compound, IMC)를 생성하여 접합부를 안정적으로 형성함을 확인 하였다. 또한, 리플로우 공정과 비교해 보았을 때 레이저 접합 공정을 적용할 경우 접합부의 보이드 형성이 억제됨을 확인할 수 있었으며 접합부의 전단강도도 리플로우 공정 접합부보다 높은 기계적 강도를 나타냈다. 따라서, 레이저 접합 공정을 적용할 경우 짧은 접합 공정 시간에도 불구하고 안정적인 접합부 형성 및 높은 기계적 강도를 확보할 수 있는 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
• /
• 제8권9호
• /
• pp.837-842
• /
• 1998

ULSI급 소자의 집적도가 높아짐에 따라 공정의 신뢰도 및 수율 향상을 위한 세정 방법에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 그중 가장 관심을 집중시키는 분야는 구리나 철과 같은 금속불순물의 제거에 관한 것이다. 본 연구에서는 금속 불순물 중 실제 공정에서 잘 오염되는 것으로 알려진 구리와 철 불순물을 인위적으로 오염시킨 후 $\textrm{H}_2\textrm{O}_2$와 HF의 혼합용액과 UV/$\textrm{O}_3$과 HF처리의 조합을 이용한 세정 방법을 이용하여 금속불순물을 제거하였다. 세정후 제정효과는 TXRF를 이용하여 측정하였고 Si 기판의 표면 거칠기를 AFM을 이용하여 측정하였다. 또한 금속 불순물의 흡착형태와 흡착기구 등을 SEM을 이용해 관찰하였고 AES를 이용하여 화학적 성분 분석을 실시하였다. 실험 결과 인위적 오염 후 구리의 오염도는 $\textrm{10}^{14}$ atoms/$\textrm{cm}^2$이었으며 각각의 세정을 통하여 $\textrm{10}^{10}$ atoms/$\textrm{cm}^2$으로 감소되었으며 반복된 세정으로 더욱 우수한 세정효과와 표면 거칠기의 개선 효과를 얻을 수 있었다. 구리는 박막의 형태가 아닌 구형의 입자 형태로 화학적 흡착에 의해 오염되는 것으로 관찰되었다. 철의 경우는 오염도가 $\textrm{10}^{13}$ atoms/$\textrm{cm}^2$ 이며 세정효과는 구리의 경우와 유사한 결과를 보여주었다. 철 불순물은 물리적 흡착에 의해 Si 표면에 오염되는 것으로 보이며 역시 구형의 입자형태로 표면에 흡착하는 것으로 관찰되었다.