Conductive adhesives have been investigated for use in microelectronics packaging as a lead-free solder substitute due to their advantages, such as low bonding temperature. However, high resistivity and poor mechanical behavior may be the limiting factors for the development of conductive adhesives. The metal fillers and the polymer resins provide electrical and mechanical interconnections between surface mount device components and a substrate. As metal fillers used in conductive adhesives, silver is the most commonly used due to its high conductivity and the stability. However the cost of conductive adhesives with silver fillers is much higher than usual lead-free solders and silver has poor electro-migration performance. So, copper can be a promising candidate for conductive filler metal due to its low resistivity and low cost, but oxidation causes this metal to lose its conductivity. In this study, electrically conductive adhesives (ECAs) using surface modified copper fillers were developed. Especially, in order to overcome the problem associated with the oxidation of copper, copper particles were coated with silver, and the silver-coated copper was tested as a filler metal. Especially the effect of silver coating on the electrical resistance just after curing and after aging was investigated. As a result, it was found that the electrical resistance of ECA with silver-coated copper filler was clearly lower and more stable than that of ECA with pure copper filler after curing process. And, during high temperature storage test, the degradation rate of electrical resistance for ECA with silver coated copper filler was quite slower than that for ECA with pure copper filler.
One of the most important considerations to braze Cu-Al dissimilar materials is control of brittle metallic compound which makes it difficult to obtain a sound brazed joint. Nowdays, several attempts were made to control the metallic compound. But effective method for controlling metallic compound was not established. In this point of view, commercially pure aluminum and copper were used as base metal and Al-Si-X and Zn-Al-X alloy systems were developed as filler metal. Brazing was carried out to find optimum conditions for Cu-Al dissimilar joint. The results obtained in this study were summarized as follows: 1) The joint brazed by Al-Si-X filler metal showed good brazeability and mechanical properties. The tensile strength of the joint brazed over solidus temperature was more than 90% of Al base metal. Especially, the joint brazed at liquidus temperature was fractured in the Al base metal. 2) Fluorides fluxes(a mixture of potassium fluoro-aluminates) were used to improve surface cleanliness of base metal and wettability of Al-Si-X filler metal. It was melted at the temperature about 1$0^{\circ}C$ lower than that of the filler metal, and made appropriate brazing environment. Therefore, it could be a proper selection as flux.
재생 냉각형 액체 로켓엔진 제작에 주로 사용되는 합금에 대하여 브레이징 접합 강도 시험 및 파단면 분석을 실시하였다. 브레이징 시 사용되는 용가재(Filler Metal)로 니켈을 주성분으로 하는 BNi-2, BNi-7를 사용하였다. 5종의 합금에 대하여 모두 12개의 시편을 제작하여 인장 강도 시험 및 금속현미경을 통한 접합면 분석을 통해 재료 및 용가재 특성을 분석하였다. 크롬동과 타 합금과의 접합 강도가 크롬/지르코늄동과 타 합금과의 접합 강도보다 높게 나왔다. BNi-2가 BNi-7보다 모재에 대한 젖음성이 보다 더 우수하여 접합면 인장 강도가 BNi-2로 사용한 경우가 BNi-7을 사용한 경우보다 더 높게 나왔다.
본 연구에서는 재생 냉각용 연소기에 적용되고 있는 동합금과 2상 스테인리스강의 최적 브레이징 조건을 구하였다. 모재는 C18200 동합금과 S31803 2상 스테인레스강을, 삽입금속으로 두께가 각각 50${\mu}m$, 80${\mu}m$인 AMS4764를 사용하였다. 브레이징한 시제에 대하여 X선 검사, 강도/기밀 및 파괴시험, 파단면 관찰을 한 결과 두께 50${\mu}m$인 삽입금속을 사용한 경우 강도특성과 접합면이 양호함을 확인하였다. 반면 두께 80${\mu}m$인 삽입금속을 사용한 경우는 강도특성은 양호하였으나 냉각유로의 막힘 현상과 유로 확대를 확인하였다.
Austenitic stainless steel has good weldability but is sensitive to hot cracking such as solidification crack and liquation crack. In this study, the specimens of dissimilar metals made between austenitic stainless steel and Al-brass were welded by GTAW process using four different filler metals. Cracks were detected in the heat-affected zone of the stainless steel when welded with CuAl, CuSn and NiCu filler metals, but no cracks were detected a Ni filler metal was used. The cracks propagated along the grain boundary in the heat affected zone near the fusion line to base metal of 316L stainless steel. The cracks were located inside the weld bead with very fine hairline crack. All cracks initiated at the fusion line and moved forward in the base metal. From energy dispersion spectroscopy (EDS), Cu peak was detected only in the crack-opening area.
The aim of this study is fabricating of composite filler metal (CFM) by a combination of selective laser sintering (SLS) of stainless steel powders (RapidSteel $2.0^{TM}$ and liquid phase infiltration of Ag-28 wt.%Cu alloy. Porous stainless steel body with inter-connected pore channels was fabricated by SLS, binder decomposing and densification processes. By the direct contact infiltration, the narrow inter-particle channels of the porous body were completely filled with the Ag-28 wt.%Cu alloy infiltrant. During infiltration, the dissolved elements of Fe, Ni and Cr from the porous body were solved into copper solid solution phases, which consist of eutectic structure of composite metal matrix. The S10C/CFM/S10C joints, which have narrow clearance gaps between them up to 10 micrometers, were joined successfully by self-feeding of filler metal from the matrix of CFM. The CFM kept its original thickness and microstructure after brazing. The tensile strength of brazed specimen was higher than 30 kgf/$mm^2$ and showed a typical ductile fracture mode in the CFM.
본 연구에서는, 열 전도성 충진제로 충진 된 에폭시복합체를 사용하여 금속 구리판에 이를 코팅한 기판이 제조되었다. 에폭시 복합체의 열전도도를 향상시키기 위해서는 에폭시 매트릭스에 있는 전도성 필러의 최적 분산을 통한 전도성 네트워크를 형성하게 하고, 인접한 필러 입자들 사이에서 열 저항 접합의 수를 감소시키는 것이 중요한 요소이다. 이는 에폭시는 열전도도가 0.2~0.3 W 밖에 안되기 때문에 높은 열전도도를 유지하기 위해선 열전도성 필러가 서로 연결되어 입자간에 갭이 적어야 열저항을 감소시킬수 있기 때문이다. 본 연구의 목적은 에폭시 수지에 Al2O3와 Boron Nitride (BN) 충진제를 균일하게 분산시켜 고방열 에폭시 복합체를 개발하는 데 있다. 그 결과, Al2O3와 Boron nitride Filler가 에폭시 수지 매트릭스에 서로 연결되어 에폭시 수지와 알루미나/Boron nitride 하이브리드 필러 간에 계면 공극 없이 분산되어 열전도도 특성 향상을 확인 할 수 있었고, 표면 처리한 s-BN 필러가 에폭시 수지의 매트릭스의 계면접착력을 향상시켰으며, 계면 공극을 최소화함에 따라 높은 열전도도 특성을 확보 할 수 있었다.
본 연구에서는 위의 두번째 연구동향과 맥락을 같이하는 것으로서 스테인리스 강(SUS304)에 대한 진공브레이징 연구 및 탄소강의 진공 브레이징에 대한 연구결과들 을 토대로 하여 SUS304와 탄소강과의 진공브레이징 현상을 연구하였는데 특히 모재의 탄소함유량, 브레이징시간 및 접합부 틈새(joint clearance)등에 따라 접합부에 나타 나는 여러 금속학적 현상의 규명 및 접합강도(joint strength)에 대해 변수들이 미치 는 영향을 연구 하였다.
오스테나이트계 스테인리스강은 내식성 및 성형성이 양호하여 다양한 분야에 적용되며, 구리계의 합금을 용가재로 하는 브레이징을 통하여 다양한 형상의 제품으로 가공되어 활용되고 있다. 이때, 구리 기반의 용가재와 스테인리스강의 계면에서 갈바닉 셀을 형성하여 부식을 촉진할 수 있으며, 확산을 통해 스테인리스강에 고용 시 형성되는 구리 과다 영역(Cu-rich region)은 공식 발생의 기점이 되어 내식성을 저하시킨다. 본 연구에서는 브레이징이 적용된 스테인리스강의 내식성을 개선하고자, AISI 316L 스테인리스강에 암모니아 가스를 이용한 질화처리를 적용하였다. 질화처리한 시편은 처리 온도가 증가함에 따라 두께가 증가하고 표면 경도가 높아졌다. 동전위분극시험을 통해 내식성을 평가한 결과 질화층 내 고용된 질소의 용출 및 부동태 거동으로 모재대비 내식성이 개선되었지만 처리온도가 높아 크롬질화물(CrN) 분율이 증가하는 경우 내식성이 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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