• 제목/요약/키워드: interface adhesion

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Sn-3.5Ag/Alloy42 리드프레임 땜납접합의 미세조직과 접합특성에 관한 연구 (A Study on the Microstructure and Adhesion Properties of Sn-3.5Ag/Alloy42 Lead-Frame Solder Joint)

  • 김시중;배규식
    • 한국재료학회지
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    • 제9권9호
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    • pp.926-931
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    • 1999
  • Sn-3.5g 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합 (solder joint)하고 미세조직, 젖음성, 전단강도, 시효 효과를 측정하여 비교하였다. Cu의 경우, 땜납의 Sn기지상안에 Ag(sub)3Sn과 Cu(sub)6Sn(sub)5상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에는 $1~2\mu\textrm{m}$ 두께의 Cu(sub)6Sn(sub)5 상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에 낮은 밀도의 $Ag_3Sn$상만이, 그리고 계면에는 $0.5~1.5\mu\textrm{m}$ 두께의 $FeSn_2$이 형성되었다. 한편, Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 퍼짐면적은 크고 접촉각은 작아 더 우수한 젖음성을 나타내었으나, 전단강도는 35%, 연산율은 75%로 낮았다. $180^{\circ}C$에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면 $\eta-Cu_6Sn_5$ 층외에 $\xi-Cu_3Sn$층이 성장하였고, Alloy42 리드프레임에는 기지상내에 $Ag_3Sn$이 구형으로 조대하게 성장하였고, 계면에는$FeSn_2$층만이 약 $1.5\mu\textrm{m}$로 성장하였다.

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Cu pad위에 무전해 도금된 UBM (Under Bump Metallurgy)과 Pb-Sn-Ag 솔더 범프 계면 반응에 관한 연구 (Studies on the Interfacial Reaction between Electroless-Plated UBM (Under Bump Metallurgy) on Cu pads and Pb-Sn-Ag Solder Bumps)

  • 나재웅;백경욱
    • 한국재료학회지
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    • 제10권12호
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    • pp.853-863
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    • 2000
  • Cu 칩의 Cu 패드 위에 솔더 플립칩 공정에 응용하기 위한 무전해 구리/니켈 UBM (Under Bump Metallurgy) 층을 형성하고 그 특성을 조사하였다. Sn-36Pb-2Ag 솔더 범프와 무전해 구리 및 무전해 니켈 충의 사이의 계면 반응을 이해하고, UBM의 종류와 두계에 따른 솔더 범프 접합(joint) 강도 특성의 변화를 살펴보았다. UBM의 종류에 따른 계면 미세 구조, 특히 금속간 화합물 상 및 형태가 솔더 접합 강도에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 무전해 구리 UBM의 경우에는 솔더와의 계면에서 연속적인 조가비 모양의 Cu$_{6}$Sn$_{5}$상이 빠르게 형성되어 파단이 이 계면에서 발생하여 낮은 범프 접합 강도 값을 나타내었다. 무전해 니켈/무전해 구리 UBM에서는 금속간 화합물 성장이 느리고, 비정질로 도금되는 무전해 Ni의 륵성으로 인해 금속간 화합물과의 결정학적 불일치가 커져 다각형의 Ni$_3$Sn$_4$상이 형성되어 무전해 구리 UBM의 경우에 비해 범프 접합 강도가 높게 나타났다. 따라서 무전해 도금을 이용하여 Cu 칩의 Cu pad 위에 솔더 플립칩 공정에 응용하기 위한 UBM 제작시 무전해 니켈/무전해 구리 UBM을 선택하는 것이 접합 강도 측면에서 유리하다는 것을 확인하였다.다.

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폴리올레핀계 합성 섬유와 시멘트 모르타르와의 부착 특성에 미치는 광물질 혼화재의 효과 (Effect of Mineral Admixture on Bond Properties between Polyolefin Based Synthetic Fiber and Cement Mortar)

  • 이진형;박찬기
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.339-346
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    • 2011
  • 이 연구는 시멘트 모르타르와 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 특성에 미치는 광물질 혼화재의 효과를 평가하였다. 광물질 혼화재로는 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 메타카올린을 시멘트 중량의 0%, 5%, 10% 및 15%를 치환하여 구성하였다. 시멘트 모르타르와 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 상호 작용은 dog-bone shape 부착 시험을 수행하여 결정하였다. 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 시험 결과 시멘트 모르타르의 압축강도에 따라 인발 하중은 증가하는 결과를 보여주었다. 또한, 시멘트 모르타르 내에서 폴리올레핀계 합성 섬유의 계면 인성은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린의 치환율이 증가할수록 증가하였다. 인발 시험 후 폴리올레핀계 합성 섬유 표면의 미세 구조 분석은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린 치환율에 따른 마찰 저항력을 평가하기 위하여 관찰하였다. 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린 치환율이 증가할수록 폴리올레핀계 합성 섬유 표면에 긁힘 현상이 증가하였다. 또한 계면 인성은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린에 의해서 유도된 마찰력에 의해서 강화되었다.

시효 처리후 Sn-3.5Ag solder의 Cu, Alloy42 기판에서의 접합특성 (Adhesion Properties of Sn-3.5Ag solder on Cu, Alloy42 substrates after aging)

  • 김시중;김주연;배규식
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.640-644
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    • 2000
  • Sn-3.5Ag 무연합금을 Cu 및 Alloy42 리드프레임에 납땜접합(solder joint)하고 미세조직, 젖 음성, 전단강도, 시효효과를 측정하여 비교하였다. CU의 경우, 납땜의 Sn기지상안에 Ag$_3$Sn$_{5}$상이, 그리고 땜납/리드프레임의 경계면에는 1~2$\mu\textrm{m}$ 두께의 Cu$_{6}$Sn$_{5}$상이 형성되었다. Alloy42의 경우, 기지상내에는 낮은 밀도의 Ag$_3$Sn상만이, 그리고 계면에는 0.5~1.5$\mu\textrm{m}$ 두께의 FeSn$_2$이 형성되었다. 한편. Cu에 비해 Alloy42 리드프레임에서 전단강도는 낮았으며, 시효 시간에 따라 전단강도는 모두 감소하였다. 18$0^{\circ}C$에서 1주일간 시효처리 후, Cu 리드프레임에는 계면에 η-Cu$_{6}$Sn$_{5}$ 층이 15-20$\mu\textrm{m}$ 성장하였고, A11oy42 리드프레임에는 기지상내에 AgSn$_3$이 조대하게 성장하였으며, 계면에는 FeSn$_2$층만이 약 $1.5\mu\textrm{m}$로 성장하였다.성장하였다.

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EIS를 활용한 경량골재 종류별 시멘트 경화체의 계면특성 분석 (ITZ Analysis of Cement Matrix According to the Type of Lightweight Aggregate Using EIS)

  • 김호진;정용훈;배제현;박선규
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.498-505
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    • 2020
  • 골재는 콘크리트 체적의 약 70~85%를 차지하며, 콘크리트의 건조수축을 저감시켜주는 필수요소이다. 하지만 고층건축물 건설시 천연골재의 높은 하중으로 인해 문제점으로 작용한다. 고층 건물 건설시 하중이 커지게 되면 크리프가 발생하고 지반이 침식될 우려가 있으므로 기초를 크게 설계하고 암반층까지 깊게 내린 지정이나 파일등을 설치해야 하므로 공사비 및 재료비가 늘어 경제적 문제점이 있다. 콘크리트의 하중을 줄이기 위해 골재의 경량화를 진행하고 있다. 하지만 인공경량골재는 천연 골재에 비해 높은 흡수율과 낮은 부착강도로 인해 골재와 페이스트 사이의 계면에 영향을 주고 콘크리트 전체 강도에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 천연골재와 경량골재 종류별 계면을 파악하기 위해 비파괴 실험인 EIS측정 장비를 활용하여 전기저항을 측정하는 방식을 채택하였고, 경량골재 겉면을 고로슬래그 코팅을 통해 계면상태의 변화를 실험하였다. 실험결과, 골재 종류별 및 코팅유무에 따른 압축강도의 차이를 보였고, 경량골재 종류별 임피던스 값과 위상각의 차이를 보였다.

Ziegler-Natta와 메탈로센 촉매로 합성된 폴리올레핀 2원 블렌드의 상 형태학 (Morphological Properties of Binary Blends of Polyolefins Synthesized by Metallocene and Ziegler-Natta Catalysts)

  • 곽한진;김학림;최순자
    • 공업화학
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    • 제10권6호
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    • pp.944-948
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    • 1999
  • 메탈로센 촉매로 만든 폴리에틸렌(MCPE)과 Ziegler-Natta 촉매로 만들어진 4가지의 폴리올레핀으로 구성된 2원 블렌드의 상 형태학을 통하여 미세 분자 구조의 변화가 이들 블렌드의 상 형태학과 계면 거동에 미치는 영향을 연구하였다; 연구한 네 쌍의 블렌드는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)-MCPE, 폴리프로필렌(PP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene) (CoPP)-MCPE, poly(propylene-co-ethylene-co-1-buthylene) (TerPP)-MCPE이며 모두 상 분리된 시스템이다. HDPE-MCPE는 HDPE 성분이 증가할수록 HDPE 결정이 MCPE 연속상에서 고르게 성장하는 동질상(homogeneous phase)을 나타내는 반면에, 나머지 세 쌍의 블렌드는 복잡한 이종의 상(heterogeneous phase) 형태학을 보였다. PP-MCPE는 PP와 MCPE의 상과 계면이 완전히 분리된 상 형태학을 보였고, MCPE가 50% 함유된 조성에서 상전이가 일어났다. CoPP-MCPE와 TerPP-MCPE는 이들 코폴리머에 함유한 에틸렌기로 인해 두 계면 사이의 혼화성이 증가하는 현상을 보였으며 MCPE가 40%인 블렌드에서 상전이가 일어났다. 특히 TerPP-MCPE 블렌드는 TerPP의 코폴리머가 MCPE와 같은 화학구조를 보이는 1-부텐과 에틸렌기를 가지고 있어 다른 두 블렌드인 PP-MCPE, CoPP-MCPE 보다 두 상간의 계면이 서로 부분적으로 섞이는 양상을 보였다. 상 형태학에서 본 미세 분자구조에 의한 부분적 상용성은 기계적 특성이나 유변학적 성질과도 밀접한 관계를 나타냈다. 그러므로 본 연구에 사용한 네 가지 블렌드는 두 상이 완전히 분리되어 열역학적으로 비 혼화성을 나타내지만 다음과 같은 특성을 제시할 수 있다. 즉 계면의 세기는 HDPE-MCPE>TerPP-MCPE>CoPP-MCPE>PP-MCPE 순이며, 이는 미세 분자 구조측면에서 공통의 화학 구성물이 계면 접착력(interfacial adhesion)의 증가를 가져오는 중요한 요인으로 작용하기 때문으로 여겨진다.

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표면 처리방법에 따른 복합레진의 미세누출에 관한 실험적 연구 (A STUDY ON MICROLEAKAGE OF COMPOSITE RESIN AFTER SURFACE TREATMENT)

  • 이창우;김정욱;이상훈
    • 대한소아치과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.103-115
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    • 1998
  • Adhesion of composite resin to tooth structure has been of tremendous signgicance in clinical dentistry. Due to the lack of adhesion between composite restorative resins and enamel and dentin, microleakage occurs at the tooth/restoration interface. This may lead to discoloration, secondary caries, marginal breakdown, postoperative sensitivity, and even pulpal pathology. According to extensive use of composite resin, every effort on improving bonding strength and reducing microleakage between a tooth and composite resin has been continued. This study was conducted to determine the difference in microleakage in enamel and dentin treated with air-abrasion, acid etching and combination when restored with composite resin. Class V cavities were prepared on 30 premolars. The specimens were divided into following groups. group 1:air-abrasion+Scotchbond Multi-purpose group 4 :air-abrasion+All-Bond 2 group 2:acid etching+Scotchbond Multi-purpose group 5 :acid etching+All-Bond 2 group 3:combination+Scotchbond Multi-purpose group 6 :combination+All-Bond 2 #combination:air-abrasion + acid etching The specimens were filled with Z-100 after application of Scotchbond Multi-purpose and All-Bond 2. Thermocycling was conducted by alternately dipping the specimens in $5^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$ water for 30 seconds 500 times. 1% methylene blue was applied and the specimens were left for 24 hours at $37^{\circ}C$. After washing out the dye, the tooth was sectioned buccolingually along the axis. The sectioned surface was observed with stereoscope for dye penetration. The author has measured the microleakage in teeth prepared with air-abrasion, acid ethching and combination to study the difference in microleakage following different methods of tooth surface treatment and has come to following results. 1. In comparing microleakage between groups, group 1 and 4 showed statistically significant difference from group 2, 3, 5 and 6(p<0.05). There was no significant difference among group 2, 3, 5, 6(p>0.05) nor between group 1 and 4(p>0.05). 2. In comparing microleakage among tooth surface treatment methods, Air-abrasion group showed significantly more microleakage than acid etching group and combination(airabrasion + acid etching) group(p<0.05). Combination(acid etching+air-abrasion)group tended to show lesser microleakage than acid etching group, but this was not statistically significant(p>0.05). 3. In comparing microleakage between bonding agents, there was no statistically significant difference between Scotch bond Multi-purpose and All-Bond 2(p>0.05).

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3D-프린팅 의치상 레진과 열중합 의치상 레진에서의 의치 첨상 재료 간의 전단결합강도 비교 연구 (A comparison study on shear bond strength of 3D printed resin and conventional heat-cured denture base resin to denture relining materials)

  • 조성윤;송영균
    • 구강회복응용과학지
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    • 제37권4호
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    • pp.232-243
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    • 2021
  • 목적: 다양한 3D 프린팅 의치상 레진과 여러 가지 의치 첨상 재료 간의 전단결합강도를 평가하여 기존의 열중합 의치상 레진과의 전단결합강도를 비교 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 열중합레진(Vertex RS)과 3D프린팅 의치상 레진 두종(DENTCA Denture base II, NextDentTM Base)을 사용하였다. 의치 첨상 재료로는 성분이 다른 총 4종(Tokuyama Rebase II fast, Kooliner, Denture Liner, Denture Liner, Lang Jet Denture Repair Kit)을 사용하여 12개의 군으로 분류하였다. ISO/TS 11405규격에 따라 접착을 시행하였다. 전단결합강도를 측정하였고, 이후 입체현미경과 주사전자현미경을 이용하여 접착 계면을 관찰하고 파절편의 분석을 통하여 파절 양상을 조사하였다. 결과: 3D 프린팅 의치상 레진 군에서 의치 첨상 재료와의 전단결합강도가 열중합레진 군에 비해 유의하게 낮은 전단결합강도 결과를 나타내었다(P < 0.05). Polymethyl methacrylate계열의 첨상재료의 경우, 의치상종류와 관계없이 높은 전단결합강도를 보였다. 파절 양상은 대부분의 군에서 접착성 파절이 나타났고 일부 군에서 응집성 파절과 혼합성 파절 양상이 나타났다. 결론: Polymethyl methacrylate를 주성분으로 하는 의치 첨상 재료가 실험에 사용된 모든 의치상 레진에서 다른 의치 첨상 재료와 비교하여 높은 전단 결합강도 값을 나타내었지만, 직접법으로 의치 첨상을 시행할 경우 단량체로 Isobutyl methacrylate 성분의 의치 첨상재료를 사용하는 것이 전단결합강도면에서 유리할 것으로 사료된다.

Experimental and numerical disbond localization analyses of a notched plate repaired with a CFRP patch

  • Abderahmane, Sahli;Mokhtar, Bouziane M.;Smail, Benbarek;Wayne, Steven F.;Zhang, Liang;Belabbes, Bachir Bouiadjra;Boualem, Serier
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제63권3호
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    • pp.361-370
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    • 2017
  • Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.

Si and Mg doped Hydroxyapatite Film Formation by Plasma Electrolytic Oxidation

  • Park, Seon-Yeong;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.195-195
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    • 2016
  • Titanium and its alloys are widely used as implants in orthopedics, dentistry and cardiology due to their outstanding properties, such as high strength, high level of hemocompatibility and enhanced biocompatibility. Hence, recent works showed that the synthesis of new Ti-based alloys for implant application involves more biocompatible metallic alloying element, such as, Nb, Hf, Zr and Mo. In particular, Nb and Hf are one of the most effective Ti ${\beta}-stabilizer$ and reducing the elastic modulus. Plasma electrolyte oxidation (PEO) is known as excellent method in the biocompatibility of biomaterial due to quickly coating time and controlled coating condition. The anodized oxide layer and diameter modulation of Ti alloys can be obtained function of improvement of cell adhesion. Silicon (Si) and magnesium (Mg) has a beneficial effect on bone. Si in particular has been found to be essential for normal bone and cartilage growth and development. In vitro studies have shown that Mg plays very important roles in essential for normal growth and metabolism of skeletal tissue in vertebrates and can be detected as minor constituents in teeth and bone. The aim of this study is to research Si and Mg doped hydroxyapatite film formation by plasma electrolytic oxidation. Ti-29Nb-xHf (x= 0, 3, 7 and 15wt%, mass fraction) alloys were prepared Ti-29Nb-xHf alloys of containing Hf up from 0 wt% to 15 wt% were melted by using a vacuum furnace. Ti-29Nb-xHf alloys were homogenized for 2 hr at $1050^{\circ}C$. Each alloy was anodized in solution containing typically 0.15 M calcium acetate monohydrate + 0.02 M calcium glycerophosphate at room temperature. A direct current power source was used for the process of anodization. Anodized alloys was prepared using 270V~300V anodization voltage at room. A Si and Mg coating was produced by RF-magnetron sputtering system. RF power of 100W was applied to the target for 1h at room temperature. The microstructure, phase and composition of Si and Mg coated oxide surface of Ti-29Nb-xHf alloys were examined by FE-SEM, EDS, and XRD.

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