• Journal of Welding and Joining
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• 제10권3호
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• pp.63-72
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• 1992

The joining methods of ceramics to metals which can be expected to obtain high temperature strength are mainly classified into the solid-state diffusion bonding method and the active brazing method. Between these two, the solid-state diffusion bonding method is given attentions as substituting method for active brazing method due to being capable of obtaining higher bonding strength at high temperature and accurate bonding. In this paper, the solid-state diffusion bonding of $Al_{2}$O$_{3}$ ceramics to Ni-Cr-Mo alloy steel (SNCM21) using insert metal was carried out. The insert metal employed in this study was experimentally home-made, Ag-Cu-Ti alloy. Influence of several bonding parameters of $Al_{2}$O$_{3}$SNCM21 joint was quantitatively evaluated by bonding strength test, and microstructural analyses at the interlayer were performed by SEM/EDX. From above experiments, the optimum bonding condition of the solid-state diffusion bonding of $Al_{2}$O$_{3}$/SNCM21 using Ag-Cu-Ti insert metal was determined. Futhermore, high temperature strength and thermal-shock properties of $Al_{2}$O$_{3}$/SNCM21 joint were also examined. The results obtained are as follows. 1. The maximum bonding strength was obtained at the temperature of 95% melting point of insert metal. 2. The high temperature strength of $Al_{2}$O$_{3}$/SNCM21 joint appeared to bemaximum value at test temperature 500.deg.C and the bonding strength with increasingtemperature showed parabolic curve. 3. The strength of thermal-shocked specimens was far deteriorated than those of as-bonded specimens. Especially, water-quenched specimen after heated up to 600.deg. C was directly fractured in quenching.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권4호통권37호
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• pp.315-321
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• 2005

교류자기장에 의한 유도가열체를 이용하여 LCD 평판 디스플레이 패널의 가열을 최소화하면서 IC 칩을 실장시킬 수 있는 COG 접속기술에 대해 연구하였다. 크기 5mm${\times}$5mm, 두께 $600{\mu}m$의 Cu 도금막으로 제조한 유도가열체에 14 kHz, 230 Oe의 교류자기장을 인가시 60초 이내에 유도가열체의 온도가 Sn-3.5Ag 무연솔더의 리플로우에 필요한 $250^{\circ}C$에 도달하였으며, 유도가열체로부터 2 mm 떨어진 부위에서부터 기판의 온도는 $100^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 이와 같은 Cu 도금막 유도가열체에 14 kHz, 230 Oe의 교류자기장을 120초 동안 인가하여 Sn-3.5Ag 솔더범프를 리플로우 시켜 COG 실장을 하는 것이 가능하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.81-81
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• 2018

Bi-Te계 열전소자는 상온에서의 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 이 열전소자를 활용한 열전모듈은 다수의 n형 및 p형 열전소자가 세라믹 위에 형성된 Cu 전극에 전기적으로 직렬이 되도록 서로 솔더링 접합이 되어 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼 직렬 연결된 방식에서는 높은 접합강도를 필요로 한다. 열전모듈 제작 시 Bi-Te 계 소자를 바로 Cu 기판에 접합시키면 솔더에 들어있는 Sn과 기판의 Cu가 접합하는 과정에서 소재 내로 확산하여 접합강도를 저하시킨다. 이러한 열전모듈의 접합강도 저하를 막기 위해 무전해 Ni-W-P 도금층을 확산 방지층으로 적용하였다. 본 연구에서는 Ni-W-P 도금이 Bi-Te 계 열전 모듈의 접합강도에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전소자에 양호한 밀착성을 가지는 Ni-W-P 도금층을 형성시키기 위해서 알루미나 분말을 이용한 sand-blasting 방법을 사용하여 Bi-Te 소재 표면에 분사하는 방법으로 표면을 거칠게 하였다. 그 후 무전해 Ni-W-P 도금을 $85^{\circ}C$에서 20분간 실시하여 약 4um의 Ni-W-P 도금층을 형성시켰다. 열전 모듈은 Sn-Ag-Cu 솔더를 사용하여 제작하였으며 접합강도는 Bonding tester를 사용하여 측정하였다. 제작한 열전 모듈의 단면 및 파단면 관찰을 통하여 접합강도가 변하는 요인을 조사하였다. 제작한 열전 모듈의 단면을 FE-EPMA로 관찰한 결과 Ni-W-P 도금층이 Bi-Te 소자와 Sn과 Cu사이의 확산을 방지하는 확산방지층 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 열처리 전 열전모듈과 200도, 150시간 열처리 후 접합강도를 각각 측정해 본 결과, 열처리 후의 접합강도가 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 Bi-Te계 열전모듈 제작에 무전해 Ni-W-P 도금층을 형성시키므로 인해 확산방지층의 생성과 접합강도의 상승에 도움을 주었다.

• 대한화학회지
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• 제55권2호
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• pp.199-203
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• 2011

일차원 수소결합형 배위고분자 $[Cu^{II}(C_{13}H_{17}N_3OBr)(C_8H_5O_4)]{\cdot}2H_2O.CH_3OH$을 합성하여 단결정 X-선 회절 연구로 특성을 규명하였다. 단량체 단위는 사각평면의 중심 $Cu^{II}$를 갖고 있다. 네개의 배위자리 중 세자리는 $N_2O$-주개 세트를 갖는 Schiff 염기형 리간드 (4-bromo-2-[(2-piperazin-1-yl-ethylimino)-methyl]-phenol)가 차지하고, 네 번째 자리는 옆에 있는 테레프탈레이트 단위의 산소 원자가 차지한다. 두개의 인접한 중성분자는 분자간 N-H---O 및 O-H---N 수소결합에 의해 연결되어 이합체 쌍을 형성한다. 각 이합체 쌍은 불연속적인 물 및 메탄올 분자에 의해 수소결합으로 다시 연결되어 일차원 초분자 네트워크를 형성한다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권10호
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• pp.775-783
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• 2012

The effect of thermal annealing on the in-situ growth characteristics of intermetallics (IMCs) and the mechanical strength of Cu pillar/Sn-3.5Ag microbumps are systematically investigated. The $Cu_6Sn_5$ phase formed at the Cu/solder interface right after bonding and grew with increased annealing time, while the $Cu_3Sn$ phase formed at the $Cu/Cu_6Sn_5$ interface and grew with increased annealing time. IMC growth followed a linear relationship with the square root of the annealing time due to a diffusion-controlled mechanism. The shear strength measured by the die shear test monotonically increased with annealing time. It then changed the slope with further annealing, which correlated with the change in fracture modes from ductile to brittle at a critical transition time. This is ascribed not only to the increasing thickness of brittle IMCs but also to the decreasing thickness of the solder, as there exists a critical annealing time for a fracture mode transition in our thin solder-capped Cu pillar microbump structures.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권5호
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• pp.411-418
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• 2011

The current study investigates the electroplating characteristics of Sn-Cu eutectic micro-bumps electroplated on a Si chip for flip chip application. Under bump metallization (UBM) layers consisting of Cr, Cu, Ni and Au sequentially from bottom to top with the aim of achieving Sn-Cu bumps $10\times10\times6$ ${\mu}m$ in size, with 20${\mu}m$ pitch. In order to determine optimal plating parameters, the polarization curve, current density and plating time were analyzed. Experimental results showed the equilibrium potential from the Sn-Cu polarization curve is -0.465 V, which is attained when Sn-Cu electro-deposition occurred. The thickness of the electroplated bumps increased with rising current density and plating time up to 20 mA/$cm^2$ and 30 min respectively. The near eutectic composition of the Sn-0.72wt%Cu bump was obtained by plating at 10 mA/$cm^2$ for 20 min, and the bump size at these conditions was $10\times10\times6$ ${\mu}m$. The shear strength of the eutectic Sn-Cu bump was 9.0 gf when the shearing tip height was 50% of the bump height.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.477-478
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• 2012

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권6호
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• pp.65-70
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• 2011

The effect of flip chip bonding parameters on formation of intermetallic compounds (IMCs) between Au stud bumps and Sn-3.5Ag solder was investigated. In this study, flip chip bonding temperature was performed at $260^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ with various bonding times of 5, 10, and 20 sec. AuSn, $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs were formed at the interface of joints and (Au, Cu)$_6Sn_5$ IMC was observed near Cu pad side in the joint. At bonding temperature of $260^{\circ}C$, $AuSn_4$ IMC was dominant in the joint compared to other Au-Sn IMCs as bonding time increased. At bonding temperature of $300^{\circ}C$, $AuSn_2$ IMC clusters, which were surrounded by $AuSn_4$ IMC, were observed in the solder joint due to fast diffusivity of Au to molten solder with increased bonding temperature. Bond strength of Au stud bump joined with Sn-3.5Ag solder was about 23 gf/bump and fracture mode of the joint was intergranular fracture between $AuSn_2$ and $AuSn_4$ IMCs regardless bonding conditions.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.962-969
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• 1999

Ag-Cu-Ti 삽입금속을 이용하여 제조된 AlN/Cu와 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력을 유한요소법으로 탄성 및 탄소성 해석을 행하여 그 결과를 접합강도 측정 결과와 파단 거동 관찰 결과와 비교, 분석하였다. 최대 잔류 주응력의 크기는 AlN/W 접합체보다 모재간 열팽창계수 차이가 큰 AlN/Cu 접합체에서 더 크게 나타났으며, 접합계면에 인접한 AlN 세라믹스 자유표면에 인장 성분의 응력집중이 확인되었다. 모재와 삽입금속의 탄소성 변형을 모두 고려할 경우, AlN/Cu 접합체의 경우 연질의 삽입금속에 의해 최대 잔류 주응력이 감소하여 소성변형에 의한 응력완화 효과가 있음을 확인하였으나, 100$\mu\textrm{m}$ 이상으로 삽입금속 두께를 증가시키더라도 잔류 주응력의 크기는 더 이상 크게 감소하지 않았다. 측정된 최대 접합강도는 AlN/Cu와 AlN/W 접합체에서 각각 52 MPa와 108 MPa이었으며, 파단 형태는 AlN/Cu 접합체는 AlN 자유표면으로부터 AlN 내부로 큰 각도를 이루면 진행되는 돔형의 파단이, AlN/W 접합체에서는 접합계면의 삽입금속층을 따라 AlN 측에서 파단이 일어나는 형태를 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권9호
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• pp.544-551
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• 2006

The sealing technique between a glass tube and a copper heat pipe in an evacuated tube solar collector is studied. In this study two different sealing techniques, such as flame method and furnace firing, are examined. After the sealing of a copper to a glass, the oxidation state of the copper and its bonding morphology were examined by SEM and XRD. Its oxidation was retarded by coating of borate solution on the copper, and $Cu_2O(cuprite)$ turned into CuO(tenorite) with increase in a firing temperature and firing time. Porous structure was found in the oxide layer when CuO formed. The best sealing morphology was observed when the thickness of the oxidation layer was less than $20{\mu}m$. The sealing technique performed in a furnace was promising and the satisfactory result was obtained when the sample was fired at $950^{\circ}C$ for 5 min under $N_2$ atmosphere. Annealing procedure is recommended to remove the stress left at the bonding zone.