• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.79-79
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• 2010

저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

• Progress in Superconductivity
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2012

We fabricated a closed coils by using resistive-joint method and the joint resistance of the coils were estimated by field decay technique in liquid nitrogen. We used the Runge-kutta method for the numerical analysis to calculate the decay properties. The closed coil was wound by $(Bi,Pb)_2Sr_2Ca_2Cu_3O_x$/Ag tape. Both ends the tape were overlapped and soldered to each other. The current was induced in a closed coils by external magnetic flux density. Its decay characteristic was observed by means of measuring the magnetic flux density generated by induced current at the center of the closed coil with hall sensor. The joint resistance was calculated as the ratio of the inductance of the loop to the time constants. The joint resistances were evaluated as a function of critical current of loop, contact length, sweep time, and external magnetic flux density in a contact length of 7 cm. It was observed that joint resistance was dependent on contact length of a closed coil, but independent of critical current, sweep time, and external magnetic flux density. The joint resistance was measured to be higher for a standard four-probe method, compared with that for the field decay technique. This implies that noise of measurement in a standard four-probe method is larger than that of field decay technique. It was estimated that joint resistance was $8.0{\times}10^{-9}{\Omega}$ to $11.4{\times}10^{-9}{\Omega}$ for coils of contact length for 7 cm. It was found that 40Pb/60Sn solder are unsuitable for persistent mode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.113.2-113.2
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• 2011

Sn-Ag계 합금은 대표적인 무연 솔더 조성으로 전자제품의 실장 및 접합에 적용되어 왔으며, 태양전지 분야에서도 모듈의 전극과 bus바로 사용되는 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 솔더 접합부의 신뢰성을 보다 향상시키고자 Ag의 함량을 줄이고 다원계 합금 조성의 무연 솔더 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 실험에서는 기존의 연구 결과를 바탕으로 Sn-1.0Ag-0.5Cu-0.4In 4원계 무연솔더 조성에 Bi를 첨가하여 최적의 융점과 용융구간을 가지는 5원계 Sn-Ag-Cu-In-Bi 계 솔더 합금을 설계하였다. 이 설계된 합금은 기존의 유연 솔더인 Sn-Pb와 대표적인 무연 솔더인 Sn-3.5Ag와 각각의 특성을 비교 분석하였다. 젖음성을 평가하기 위하여 wetting balance tester를 이용하여 실험을 행하였고 Differential Scanning Calorimetry(DSC)를 분석하여 젖음 정도와 조성 분석 및 고상점과 액상점 등의 녹음 거동을 확인하였다. 또한 각각의 조성별 전단응력에 따른 파괴 거동을 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권3호
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• pp.53-57
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• 2011

In the modern packaging technologies highly condensed metal interconnects are typically formed by highcost processes. These methods inevitably require the precise controls of mutually dependant process parameters, which usually cause the difficulty of the change in the layout design for interconnects of chip to-chip, or chip-to-substrate. In order to overcome these problems, the unique concept and methodology of self-assembly even in micro-meter scale were developed. In this report we focus on the factors which influenced the self-formed bumps by analyzing the phenomenon experimentally. In case of RMA flux, homogenous pattern was obtained in both plain surface and cross-section surface observation. By using RA flux, the phenomena were accelerated although the self-formtion results was inhomogenous. With ussage of moderate RA flux, reaction rate of the self-formation was accelerated with homogeneous pattern.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1-4
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• 2012

Effects of artificial holes on the cooling efficiency of single grain YBCO bulk superconductors were studied. Single grain YBCO bulk superconductors without artificial holes, with six 2.4 mm holes and six holes filled with Bi-Pb-Cd-Sn metal solder were fabricated by a top-seeded melt growth process for powder compacts with/without holes. Simulation for the cooling rate to a liquid nitrogen temperature (77 K) of YBCO samples was carried out using a finite element method (FEM) and the results are compared with the actual cooling rates of samples in liquid nitrogen. The simulated cooling times for the YBCO sample without holes, with six holes and with six holes filled with the metal solder were 80, 47 and 75 sec. respectively, which are similar to the actual cooling times of 84, 52 and 78 sec. estimated for the same samples cooled in liquid nitrogen. The shorter cooling time of the sample with artificial holes are attributed to the increased surface areas associated with the presence of artificial holes. The metal filling into the holes did not give any remarkable effect on the cooling efficiency.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제11권3호
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• pp.1-7
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• 2004

주석 도금은 특정 환경하에서 위스커를 발생시키며, 이는 전자부품의 불량을 초래한다. 최근 세계곳곳에서는 환경보호를 위해 "무연"의 사용을 권고하고 있다. 본 논문에서는 두 종류 무연 도금 재료에서 도금 온도와 신뢰성시험 하에서 성장하는 위스커를 평가하였다. 도금 온도가 높아질수록 표면에 형성되는 도금 입자의 크기는 커지고, 위스커의 성장은 작아진다. 또한 온도 순환시험에서 성장한 위스커는 무광택 Sn 도금은 굽은 모양을, 무광택 Sn-Bi에서는 줄무의 모양이 관찰되었고, Sn 도금에 비해 Sn-Bi에서 위스커가 작게 성장하였다. 무광택 Sn 도금된 FeNi42 리드프레임은 TC 300 사이클에서 직경이 $7.0{\~}10.0{\mu}m$이고, 길이가 $25.0{\~}45.0{\mu}m$인 위스커가 성장하였다. 또한 Cu는 300 사이클에서는 표면에 노듈(핵 상태)만이 관찰되었고, 600 사이클에서 길이가 $3.0{\~}4.0{\mu}m$의 위스커로 성장하였다. TC 600 사이클 후 FeNi42는 계면에서 ${\~}0.34{\mu}m$의 얇은 $Ni_3Sn_4$가, Cu에서는 두께가 $0.76{\~}l.14{\mu}m$인 $Cu_6Sn_5$와 ${\~}0.27{\mu}m$의 $Cu_3Sn$ 화합물들이 두껍게 성장하였다. 따라서 FeNi42 리드프레임은 열팽창계수의 차이, Cu에서는 금속간 화합물의 형성이 위스커의 성장에 영향을 미치는 주요 인자이다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 Proceedings of 5th International Joint Symposium on Microeletronics and Packaging
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• pp.74-79
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• 2000

In an attempt to estimate the wetting properties of wettable metal layers by wetting balance method, an analysis of wetting curves of the coating layer was performed. Based on the analysis, wetting properties of UBM-coated Si-plate were estimated by the new wettability indices. The wetting curves of the one and both sides-coated UBM layers have the similar shape and show the similar tendency to the temperature. So the wetting property estimation of one side coating is possible with wetting balance method. For UBM of Si-chip, Cr/Cu/Au UBM is better than Ti/Ni/Au in the point of wetting time. At general reflow temperature, the wettability of high melting point solders(Sn-Sb, Sn-Ag) is better than that of few melting point ones(Sn-Bi, Sn-In).The contact angle of the one side coated plate to the solder can be calculated from the farce balance equation by measuring the static state force and the tilt angle.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.155-161
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• 2018

강성도가 서로 다른 polydimethylsiloxane (PDMS) 탄성고분자와 flexible printed circuit board (FPCB)로 이루어진 PDMS/FPCB 구조의 강성도 국부변환 신축기판에 $100{\mu}m$ 직경의 Cu/Au 범프를 갖는 Si 칩을 anisotropic conductive adhesive (ACA)를 사용하여 플립칩 본딩 후, ACA내 전도성 입자에 따른 플립칩 접속저항을 비교하였다. Au 코팅된 폴리머 볼을 함유한 ACA를 사용하여 플립칩 본딩한 시편은 $43.2m{\Omega}$의 접속저항을 나타내었으며, SnBi 솔더입자를 함유한 ACA로 플립칩 본딩한 시편은 $36.2m{\Omega}$의 접속저항을 나타내었다. 반면에 Ni 입자를 함유한 ACA를 사용하여 플립칩 본딩한 시편에서는 전기적 open이 발생하였는데, 이는 ACA내 Ni 입자의 함유량이 부족하여 entrap된 Ni 입자가 하나도 없는 플립칩 접속부가 발생하였기 때문이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.236-237
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• 2007

Lamination of coated conductor is important to commercialize for electrical stabilizer and mechanical support. It should be known the properties of soldering interface and the variation of superconductivity on coated conductor with various kinds of solders. $SmBa_2Cu_O_x$ thin films were deposited by co-evaporation method (EDDC, Evaporation using Drum in Dual Chambers). 4 kinds of solders were used to investigate interface properties of SmBCO conductors. In-Bi solder could maintain good connection.

• 한국재료학회지
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• 제20권6호
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• pp.319-325
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• 2010

3-D IC integration enables the smallest form factor and highest performance due to the shortest and most plentiful interconnects between chips. Direct metal bonding has several advantages over the solder-based bonding, including lower electrical resistivity, better electromigration resistance and more reduced interconnect RC delay, while high process temperature is one of the major bottlenecks of metal direct bonding because it can negatively influence device reliability and manufacturing yield. We performed quantitative analyses of the interfacial properties of Al-Al bonds with varying process parameters, bonding temperature, bonding time, and bonding environment. A 4-point bending method was used to measure the interfacial adhesion energy. The quantitative interfacial adhesion energy measured by a 4-point bending test shows 1.33, 2.25, and $6.44\;J/m^2$ for 400, 450, and $500^{\circ}C$, respectively, in a $N_2$ atmosphere. Increasing the bonding time from 1 to 4 hrs enhanced the interfacial fracture toughness while the effects of forming gas were negligible, which were correlated to the bonding interface analysis results. XPS depth analysis results on the delaminated interfaces showed that the relative area fraction of aluminum oxide to the pure aluminum phase near the bonding surfaces match well the variations of interfacial adhesion energies with bonding process conditions.