KR20190004214A - Metal multi-coating thin film layer with dispersed nano-wires and its fabrication method - Google Patents

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KR20190004214A
KR20190004214A KR1020180010876A KR20180010876A KR20190004214A KR 20190004214 A KR20190004214 A KR 20190004214A KR 1020180010876 A KR1020180010876 A KR 1020180010876A KR 20180010876 A KR20180010876 A KR 20180010876A KR 20190004214 A KR20190004214 A KR 20190004214A
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정재필
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서울시립대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method of manufacturing a nanowire-dispersed metal multilayer thin film bonding material. Provided is a method of manufacturing a bonding material in which mechanical properties such as a tensile strength, a yield strength, and toughness of a bonding part are improved by dispersion of a nanowire reinforcement inside the bonding material to suppress crack propagation in the bonding material, and is able to provide excellent mechanical reliability and a long life-cycle even when bonded at low temperatures.

Description

나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재와 그 제조방법 {METAL MULTI-COATING THIN FILM LAYER WITH DISPERSED NANO-WIRES AND ITS FABRICATION METHOD} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a metal multi-layer thin film bonding material in which nanowires are dispersed, and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재와 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 전해도금을 이용하여 나노 와이어가 분산된 금속다층박막을 제조하고, 이를 접합재로 사용하여 금속 혹은 세라믹재료를 접합하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 나노 와이어를 포함한 본 금속다층 박막접합재를 제조하여 접합재로 사용함으로써, 접합재 내의 나노 와이어가 균열전파를 억제시킬 수 있는 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a metal multilayer thin film bonding material in which nanowires are dispersed and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a metal multilayer thin film having nanowires dispersed therein by electrolytic plating, and using the metal multilayer thin film as a bonding material, To a method of bonding. More particularly, the present invention relates to a metal multilayer thin film bonding material in which nanowires in a bonding material can suppress crack propagation by producing the present metal multilayer thin film bonding material including nanowires and using the same as a bonding material, and a manufacturing method thereof .

기존의 접합방법은 브레이징(경납땜)이나 솔더링(연납땜)처럼 접합하고자 하는 피접합물 사이에 접합재(브레이징은 융점 450 이상, 솔더링은 융점 450 이하)를 삽입하고 접합재의 용융점 이상으로 피접합재를 가열하여 접합한다. The conventional bonding method is to insert a bonding material (brazing has a melting point of 450 or higher and soldering has a melting point of 450 or lower) between the members to be bonded such as brazing (brazing) or soldering (softening) Heat it to bond.

이때 접합재는 한 덩어리(bulk) 형태로 접합재 전체에 걸쳐 조성이 대체로 동일하며, 조성에 따른 융점을 갖는다. 또, 확산접합에서는 접합매개물인 접합재를 사용하지 않고, 피접합재끼리 접촉시킨 후 가열하거나 초음파, 마찰 등 기계적 마찰 열을 이용하여, 접합될 표면의 원자를 상호 확산시켜 접합한다.At this time, the bonding material is in the form of a bulk and has substantially the same composition throughout the bonding material, and has a melting point according to the composition. In the diffusion bonding, the bonding material as the bonding medium is not used, the bonding materials are brought into contact with each other, and then the bonding is performed by heating the bonding materials or using the mechanical friction heat such as ultrasonic waves or friction.

나노 페이스트(paste)를 저온접합에 사용하는 경우도 있다. 이것은 나노 분말의 융점이 낮아지는 현상을 이용한 것이다. 나노 미터급 크기의 분말은 불안정하여, 이웃의 분말과 쉽게 합쳐지면서 크기가 커지는데, 분말이 서로 합쳐지는 과정에서 원래 덩어리 (bulk) 소재의 융점보다 나노 분말의 융점이 낮아지는 것으로 알려져 있다. 금속의 분말은 입자 직경(d)에 따라 그 융점(TM(d))이 (Gibbs Thomson식 참조)과 같이 덩어리 금속의 융점(TMB)에 비해 저하된다. 따라서, 입자의 직경 d가 작아질수록 그 융점은 저하된다.Nano paste may be used for low temperature bonding. This is due to the phenomenon that the melting point of the nano powder is lowered. Nanometer sized powders are unstable and easily aggregated with neighboring powders. It is known that the melting point of the nano powder is lower than the melting point of the original bulk material in the course of the addition of the powders. The metal powder has a melting point (TM (d)) lower than the melting point (TMB) of the mass metal such as the melting point (TM) according to the particle diameter (d) (see Gibbs Thomson equation). Therefore, the lower the diameter d of the particles, the lower the melting point thereof.

이에 저융점 접합재에 대한 다양한 시도가 제안되고 있다. 다만, 저온 접합의 특성을 가지는 기존의 재료들은, 취성을 가지고 연성이 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 이 소재를 전력반도체 파워모듈 접합이나 고신뢰성 전자, 자동차, 산업용 피접합재를 접합할 때 장기신뢰성이 부족한 단점이 있다. Accordingly, various attempts have been made for a low melting point bonding material. However, conventional materials having low-temperature bonding properties have a disadvantage in that they are brittle and inferior in ductility. Therefore, there is a disadvantage that long-term reliability is lacking when joining this material to a power semiconductor power module junction or a highly reliable electronic, automobile, or industrial bonded material.

상기와 같은 금속다층박막 접합재의 문제점을 해결하기 위해, 접합재의 연성 및 인성을 개선하여 접합재 내의 균열 전파를 억제할 수 있는 재료에 대한 요구가 대두되고 있다. In order to solve the problems of the metal multilayer thin film bonding material as described above, there is a demand for a material capable of suppressing crack propagation in the bonding material by improving the ductility and toughness of the bonding material.

(특허문헌 1) KR 2012-0123829 A(Patent Document 1) KR 2012-0123829 A

(특허문헌 2) KR 2013-0013722 A(Patent Document 2) KR 2013-0013722 A

본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 나노 와이어 분산 금속다층박막 저온 접합재를 제조하는 방법이다. 보다 구체적으로, 상기 접합재는 비정질 금속다층박막으로 구성될 수 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a nanowire-dispersed metal multilayer thin film low temperature bonding material in order to solve the problems of the prior art. More specifically, the bonding material may be composed of an amorphous metal multilayer thin film.

본 발명의 접합재는 종래 기술에 비해 저온에서 용융되는 금속다층박막 접합재의 특성을 가짐과 더불어, 나노 와이어를 금속다층박막 내에 분산시켜 접합재 내에 균열이 전파될 때 나노 와이어가 균열의 전파를 억제하는 역할을 한다.The bonding material of the present invention has the characteristics of a metal multilayer thin film bonding material which is melted at a low temperature as compared with the prior art and disperses the nanowire into the metal multilayer thin film so that the nanowire suppresses the propagation of the crack when the crack propagates in the bonding material .

이로 인해, 저온 접합되는 금속다층박막 접합부분의 파괴가 지연되어 접합부분의 연성을 높이고, 낮은 온도에서 피접합재를 접합하여, 열 응력과 열 손상을 감소시키는 특징이 있다. As a result, the breakage of the metal multilayer thin film bonded portion to be bonded at a low temperature is delayed to increase the ductility of the bonded portion and to bond the bonded material at a low temperature, thereby reducing thermal stress and thermal damage.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 접합재를 이용한 피접합재의 접합 시, 금속다층박막의 각 개별층이 비정질의 특성을 갖는 금속다층박막이 용융되어 결정화되고, 접합이 완료된 후에는 접합재의 융점이 이를 구성하는 전체 벌크 조성 합금의 융점만큼 상승한다. 이로 인하여, 접합은 저온에서 행하고, 접합재 응고후에는 융점이 상승하여, 접합온도보다 고온에서 내열성을 갖는 금속 혹은 세라믹재료를 접합하는데 유용한 접합재와 그 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a metal multilayer thin film, wherein when the material to be bonded using the bonding material is bonded, each individual layer of the metal multilayer thin film is melted and crystallized with amorphous characteristics, And increases by the melting point of the entire bulk composition alloy constituting it. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bonding material useful for joining a metal or a ceramic material having a heat resistance at a higher temperature than a bonding temperature, the joining being performed at a low temperature and the melting point elevated after solidification of the bonding material.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 접합재 내부에 강화재로 첨가된 나노 와이어가 접합부의 인장강도, 항복강도, 인성(toughness) 등 기계적 특성을 향상시킴으로써 저온에서 접합하여도 우수한 기계적 신뢰성과 긴 수명을 제공하고, 기존 금속다층박막 접합재 대비 연성을 증가시켜 취성을 완화시킨 접합재와 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a nanowire as a reinforcing material in a bonding material, which improves the mechanical properties such as tensile strength, yield strength and toughness of a joint, thereby providing excellent mechanical reliability and long life even when bonded at a low temperature And to provide a bonding material in which the ductility of the conventional metal multilayer thin film bonding material is improved and the brittleness thereof is relaxed, and a method of manufacturing the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 두 개의 피접합재 사이 접합 예정부에 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재가 형성되어 있는 금속재료를 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a metal material having a metal multilayer thin film bonding material in which nanowires are dispersed in a joining region between two bonding materials.

보다 구체적으로 본 발명의 일 구현예에서는, 서로 다른 종류의 금속박막이 적어도 2층 이상 교대로 적층되어 있는 구조이고, 상기 금속박막 내 나노 와이어가 분산된 접합재를 제공한다. More specifically, in one embodiment of the present invention, there is provided a bonding material in which nanowires in the metal thin film are dispersed, wherein the metal thin films are alternately stacked in at least two layers.

상기 나노 와이어는 금속 나노 와이어일 수 있다. The nanowire may be a metal nanowire.

상기 나노 와이어는 SiC 나노 와이어일 수 있다. The nanowires may be SiC nanowires.

상기 나노 와이어는 비금속 나노 와이어일 수 있다. The nanowires may be non-metallic nanowires.

상기 나노 와이어는 금속 산화물 나노 와이어일 수 있다. The nanowire may be a metal oxide nanowire.

상기 나노 와이어는 표면에 금속이 도금된 것일 수 있다. The nanowire may have a surface plated with metal.

상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 그 표면에 In(인듐), Sn(주석), Sb(안티몬), Bi(비스무트), Zn(아연), Cu(구리), Ag(은), Au(금), Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Fe(철), Co(코발트), Ti(티타늄), Cr(크롬), 및 Mn(망간) 금속 중 어느 하나 이상 코팅된 나노 와이어일 수 있다. The nanowires dispersed in the metal multilayer thin film are formed on the surface of the nanowire by using a metal such as In (indium), Sn (tin), Sb (antimony), Bi (bismuth), Zn (zinc), Cu (copper) Coated with at least one of Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Fe (iron), Co (cobalt), Ti (titanium), Cr (chromium) May be nanowires.

상기 서로 다른 종류의 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의개수는 27.68㎛2 당 1 내지 100개일 수 있다. The number of nanowires located at the interface between the different kinds of metal thin films may be 1 to 100 per 27.68 탆 2 .

상기 나노 와이어의 비표면적은 1 내지 3,000m2/g일 수 있다. The specific surface area of the nanowire may be 1 to 3,000 m 2 / g.

상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Se(셀레늄), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), 및 Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함할 수 있다. Each of the metal thin films constituting the metal multilayer thin film is composed of Sn (tin), Cu (copper), Ag (silver), Ni (nickel), Zn (zinc), Cr (chromium) (Iron), Co (cobalt), Se (selenium), Tc (technetium), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Cd (cadmium) A group consisting of Te (tellurium), Os (osmium), Ir (iridium), Pt (platinum), Au (gold), Tl (thallium), Pb (lead), Bi (bismuth) , And the like.

상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Ti(티타늄), V(바나듐), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), 및 Re(레늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함할 수 있다. Each of the metal thin films constituting the metal multilayer thin film is made of a metal such as Ti, V, Ga, Ge, Al, Zr, Nb ), At least one metal element selected from the group consisting of Mo (molybdenum), Hf (hafnium), Ta (tantalum), W (tungsten), and Re (rhenium).

상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 B(붕소), Ti(티타늄), Al(알루미늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Y(이트륨), La(란타늄), Sn(주석), Si(실리콘), Ag(은), Bi(비스무트), Cu(구리), Au(금), Mg(마그네슘), Pd(팔라듐), Pt(백금), 및 Zn(아연) 원소와 이들이 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노 와이어일 수 있다. The nanowires dispersed in the metal multilayer thin film may be at least one selected from the group consisting of B (boron), Ti (titanium), Al (aluminum), V (vanadium), Cr (chromium), Mn (manganese) (Bismuth), Bi (bismuth), Ni (nickel), Zr (zirconium), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Y (yttrium) , An oxide, a nitride, a carbide, a boride and an intermetallic compound containing Cu (copper), Au (gold), Mg (magnesium), Pd (palladium), Pt (platinum), and Zn And at least one nanowire selected from the group consisting of

상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 CNT일 수 있다. The nanowires dispersed in the metal multilayer thin film may be CNTs.

상기 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 1㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. One layer of the metal thin film of the metal multilayer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed may have a thickness ranging from 1 nm to 1 占 퐉.

상기 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께를 가질 수 있다. The metal thin film of the metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed may have a thickness ranging from 1 nm to 500 nm.

본 발명의 다른 일 구현예에서는, 서로 다른 종류의 금속 원료를 포함하는 도금액을 준비하는 단계; 상기 도금액에 나노 와이어 분산액을 투입하는 단계; 및 상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;를 포함하는 접합재의 제조 방법을 제공한다. In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plating solution, comprising: preparing a plating solution containing different kinds of metal raw materials; Introducing a nanowire dispersion into the plating solution; And alternately applying electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution to alternately laminate at least two or more layers of different kinds of metal thin films. .

상기 나노 와이어 분산액은, 나노 와이어 표면에 금속을 도금하는 단계; 및 상기 금속이 도금된 나노 와이어를 용매에 분산시키는 단계;를 통해 수득될 수 있다. The nanowire dispersion may include: plating a metal on a surface of the nanowire; And dispersing the metal-coated nanowires in a solvent.

상기 나노 와이어 표면에 금속을 도금하는 단계;는, 상기 나노 와이어에 진공스퍼터링 방법, 무전해 도금 방법 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 수행할 수 있다. The step of plating metal on the surface of the nanowire can be performed by using a vacuum sputtering method, electroless plating method or CVD (Chemical Vapor Deposition) on the nanowire.

상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;에서, 상기 나노 와이어는, 상기 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층된 구조 내에, 전체 또는 일부가 매립될 수 있다. And alternately laminating at least two or more different kinds of metal thin films by applying electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution in the alternating manner, May be entirely or partially embedded in a structure in which at least two or more metal thin films are alternately stacked.

상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;에서, 개별층은 1nm 내지 1㎛ 두께로 형성될 수 있다. In the step of alternately laminating at least two or more different types of metal thin films by applying electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution, the individual layers are formed to have a thickness of 1 nm to 1 탆 .

상기 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께로 형성될 수 있는 금속재료의 접합방법일 수 있다.One layer of the metal thin film of the metal multilayer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed may be a metal material joining method capable of forming a thickness in the range of 1 nm to 500 nm.

본 발명에 의하면, 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 동일 조성의 벌크 합금의 융점보다 낮은 온도에서 상기 접합재가 용융되어 피접합재를 접합하고, 분산된 나노 와이어가 접합재내의 균열 전파 경로를 방해하여 균열 진행을 억제한다. 이로 인하여 접합재의 연성과 인성, 파괴 수명을 향상시키는 특성을 가지며, 피접합재의 열 응력 및 열 손상을 감소시키는 효과가 있다.According to the present invention, the metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed is obtained by melting the bonding material at a temperature lower than the melting point of the bulk alloy of the same composition to bond the materials to be bonded and preventing the dispersed nanowires from interfering with crack propagation paths in the bonding material It suppresses crack progression. This improves the ductility, toughness and fracture life of the bonding material and has the effect of reducing thermal stress and thermal damage of the bonding material.

또한, 본 발명은, 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재를 이용하여 금속재료 접합 시, 비정질의 특성을 갖는 금속다층박막이 용융되어 결정화되고, 접합이 완료된 후에는 상기 접합재의 융점이 이를 구성하는 전체 벌크 조성의 합금만큼 상승하여 접합온도보다 고온에서 내열성을 갖는 특징이 있다. The present invention also provides a method of manufacturing a metal multi-layer thin film bonding material, comprising the steps of: melting a metal multilayer thin film having amorphous characteristics during crystallization using a metal multi-layer thin film bonding material having nanowires dispersed therein; It is increased by an alloy of the entire bulk composition and has heat resistance at a higher temperature than the bonding temperature.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 제조과정을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 금속다층박막 접합재 및 모재의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 접합재의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 접합과정을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 접합재의 나노 와이어로 인한 균열 완화 양상을 의미하는 이미지이다.
도 6은, 실시예 1에 따른 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석한 결과이다.
도 7은, 실시예 1에 따른 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 CNT 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프이다.
도 8은, 실시예 2에 따른 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석한 결과이다.
도 9는, 실시예 2에 따른 시차주사열량계를 이용하여 측정한 Ag 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프이다.
도 10은, 실시예 3에 따른 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석한 결과이다.
도 11은, 실시예 3에 따른 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 SiC 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프이다.
도 12는, 실시예 4에 따른 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석한 결과이다.
도 13은, 실시예 4에 따른 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 ZnO 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프이다.
도 14는, 실시예 5에 따른 접합부를 분석한 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 15는, 실시예 5에 따른 에너지분산스펙트럼(EDS)을 이용하여 접합부 원소의 성분을 분석하였으며, 그 결과이다.
도 16은 실시예 6에 따라 제조된 접합재의 단면 SEM 사진이다.
도 17은 실시예 6에 따른 나노 와이어가 분산된 전단강도 시편 사진이다.
도 18은 다양한 시편의 전단강도 측정결과이다.
도 19는 다양한 조건에 따라 제조된 시편의 사진이다.
도 20은 다양한 시편의 인장시험 측정결과이다.
도 21은 실시예 14에 따른 비표면적 측정 결과이다.
1 is a schematic view showing a process of manufacturing a metal multilayer thin film bonding material in which nanowires are dispersed according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing a cross section of a metal multilayer thin film bonding material and a base material manufactured according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a bonding material manufactured according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a bonding process of a metal multi-layer thin film bonding material in which nanowires are dispersed according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an image showing the crack relaxation pattern due to the nanowire of the bonding material manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a result of analysis using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) to confirm the number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films according to Example 1. FIG.
Fig. 7 is a graph showing the results of measurement of a Cu / Sn metal multi-layer thin film bonding material in which Ni-plated CNT nanowires are dispersed on a surface thereof measured using a differential scanning calorimeter according to Example 1, Fig.
FIG. 8 is a result of analysis using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) to confirm the number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films according to Example 2. FIG.
FIG. 9 is a heating curve graph of the Cu / Sn metal multilayer thin film bonding material in which Ag nanowires are dispersed, measured using a differential scanning calorimeter according to Example 2, before and after bonding (before heating).
FIG. 10 is a result of analysis using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) to confirm the number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films according to Example 3. FIG.
Fig. 11 is a graph showing the relationship between (before heating) bonding (before heating) and after bonding (after heating) of a Cu / Sn metal multilayer thin film bonding material in which Ni- plated SiC nanowires are dispersed on the surface, which is measured using a differential scanning calorimeter according to Example 3. Fig. Fig.
12 is a result of analysis using FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) in order to confirm the number of nanowires per unit area in the interface between the metal thin films according to the fourth embodiment.
Fig. 13 is a graph showing the relationship between (before heating) and after bonding (after heating) the Cu / Sn metal multilayer thin film bonding material in which Ni-plated ZnO nanowires are dispersed on the surface measured using a differential scanning calorimeter according to Example 4. Fig. Fig.
14 is a scanning electron microscope (SEM) image obtained by analyzing the junction according to the fifth embodiment.
Fig. 15 is a graph showing the results of analyzing the components of the joint elements using the energy dispersion spectrum (EDS) according to Example 5. Fig.
16 is a cross-sectional SEM photograph of the bonding material produced according to Example 6. Fig.
17 is a photograph of a shear strength specimen in which nanowires are dispersed according to Example 6. Fig.
18 shows the shear strength measurement results of various specimens.
19 is a photograph of a specimen prepared according to various conditions.
20 shows the tensile test results of various specimens.
21 shows the results of specific surface area measurement according to Example 14. Fig.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the sizes and thicknesses of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, throughout the specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 발명의 나노 입자가 분산된 금속 다층 박막 접합재는 다른 종류의 금속 층을 나노 미터급 크기로 교대로 적층되도록 전해도금으로 전착하여 금속 다층 박막을 형성하는 동시에, 나노 와이어가 상기 금속 다층 박막 내에 분산되도록 함께 도금함으로써 제조된다.The metal multi-layer thin film bonding material in which the nanoparticles of the present invention are dispersed is prepared by electrodepositing different kinds of metal layers by electroplating so as to alternately laminate the nanometer-scale layers to form a metal multilayer thin film, So as to form a coating layer.

본 발명에서의 상기 금속 다층 박막은 분말 형태가 아닌 비정질의 특성을 갖는 안전한 다층 박막으로 이루어져 있지만, 나노 크기의 분말 상태와 유사하게 그 융점이 통상의 덩어리(bulk) 소재에 비해 낮아지는 현상을 갖는다. The metal multilayer thin film of the present invention is not a powder but a safe multi-layer thin film having amorphous characteristics, but has a melting point lower than that of a bulk material similarly to a nano-sized powder state .

예를 들어, 금속 분말은 입자의 직경(d)에 따라 그 융점(TM(d))이 아래의 Gibbs Thomson 식과 같이 덩어리 소재의 융점(TMB)에 비해 저하된다. 따라서 입자의 직경 d가 작아질수록 그 융점은 저하된다.For example, the metal powder has a melting point (T M (d)) lower than the melting point (T MB ) of the lump material, such as Gibbs Thomson equation below, depending on the particle diameter d. Therefore, the smaller the diameter d of the particles, the lower the melting point thereof.

Figure pat00001
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이때, 상기 금속 다층 박막은 적어도 2 종류 이상의 금속염, 산 및 첨가제가 포함된 도금액에 -10A/dm2 내지 -0.1mA/dm2 범위 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 가하여 환원전위 차이에 의해, 다른 종류의 금속 층이 2층 이상 교대로 적층되도록 도금하여 제조하며, 다층 내 교대로 도금되는 한 층 각각이 1nm에서 10μm 이하 범위의 두께로 형성되도록 도금 시간을 조절한다.At this time, the metal multilayer thin film is formed by applying a current density in the range of -10 A / dm 2 to -0.1 mA / dm 2 and a voltage corresponding to at least two kinds of metal salts, acids and additives to the reduction potential difference The plating time is adjusted so that each of the alternately plated layers in the multilayer is formed to have a thickness ranging from 1 nm to 10 탆 or less.

상기 금속 다층 박막은 두 종류 이상의 나노 미터급 두께의 금속 층이 넓은 면의 형태로 규칙적인 순서로 쌓여 층상을 이루는 구조를 뜻한다. 이종 재료 간에 이러한 층을 형성하게 되면 그 특성이 벌크(bulk) 합금의 특성과는 전혀 다른 특성이 나타난다. 즉, 이러한 나노 미터급 두께의 층상 구조를 가진 금속 다층 박막은 이종 재료 간 접촉하는 표면적이 넓어서, 표면 에너지가 높기 때문에 매우 불안정한 상태이다. 그 때문에 조금만 가열하여도 금속 층간에 확산이 쉽게 일어나며 원자의 이동이 활발해진다. 또한, 층 간 두께가 얇아서 비정질 상의 특성이 나타나며, 저온에서 가열시 결정화된다.The metal multilayer thin film refers to a structure in which two or more types of metal layers of a nanometer-scale thickness are stacked in a regular order in the form of a wide surface to form a layer. When these layers are formed between different kinds of materials, their characteristics are completely different from those of bulk alloys. That is, the metallic multilayer thin film having such a layered structure of nanometer-scale thickness is in a very unstable state due to its large surface area in contact with dissimilar materials and high surface energy. Therefore, even if heated slightly, diffusion easily occurs between the metal layers and the movement of atoms becomes active. In addition, the interlayer thickness is thin and the amorphous phase characteristics are exhibited, and crystallization occurs upon heating at a low temperature.

여기서, 상기 금속 다층 박막은 Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Ti(티타늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Se(셀레늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), Re(레늄), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 1종 이상을 포함하는 금속 층이다.Here, the metal multilayered thin film may be at least one selected from Sn (tin), Cu (copper), Ag (silver), Ni (nickel), Zn (zinc), Ti (titanium), V (vanadium) ), Fe (iron), Co (cobalt), Ga (gallium), Ge (germanium), Al (aluminum), Se (selenium), Zr (zirconium) (Technetium), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Cd (cadmium), In (indium), Sb (antimony), Te (tellurium) (Tin), Pb (lead), Bi (bismuth), Po (polonium), W (tungsten), Re (rhenium), Os (osmium), Ir ≪ RTI ID = 0.0 > and / or < / RTI >

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 제조과정을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a process of manufacturing a metal multilayer thin film bonding material in which nanowires are dispersed according to an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같이, 이종의 금속을 이용한 금속 다층 박막을 제조할 때 나노 와이어를 도금액 내 분산시킬 수 있다. 이렇게 분산된 나노 와이어는 이후 다층 박막 형태로 제조된 접합재 내에 균일하게 분산될 수 있다. As described above, the nanowires can be dispersed in the plating liquid when the metal multilayer thin film using different kinds of metals is produced. The thus dispersed nanowires can then be uniformly dispersed in the bonding material produced in the form of a multilayer thin film.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 접합재의 개략도이다. 도 3에서와 같이 다층 박막 내 나노 와이어 (흰색)가 균일하게 분산된 형태로 접합재가 제조될 수 있다. 3 is a schematic view of a bonding material manufactured according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the bonding material can be produced in the form of uniformly dispersed nanowires (white) in the multilayer thin film.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 접합재의 나노 와이어로 인한 균열 완화 양상을 의미하는 이미지이다. 나노 와이어로 인해 균열이 억제되는 부분을 개략적으로 도시하였다. FIG. 5 is an image showing the crack relaxation pattern due to the nanowire of the bonding material manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG. A portion where cracks are suppressed due to the nanowire is schematically shown.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 금속다층박막 접합재 및 모재의 단면을 나타낸 모식도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제작된 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 접합과정을 나타낸 모식도이다.2 is a schematic view showing a cross section of a metal multilayer thin film bonding material and a base material manufactured according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing a bonding process of a metal multi-layer thin film bonding material in which nanowires are dispersed according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 접합재는 이종의 다층 금속 접합재이기 때문에 전술한 바와 같이 제1 모재 및 제2 모재를 저온에서 접합시킬 수 있다. 또한 나노 와이어의 존재로 인해 저온 접합의 문제점이 강도 및 균열 특성이 개선될 수 있다. Since the bonding material according to an embodiment of the present invention is a heterogeneous multi-layer metal bonding material, the first and second base materials can be bonded at a low temperature as described above. In addition, the presence of nanowires can improve the strength and cracking properties of the problem of low temperature bonding.

<< 실시예Example 1>  1> CNTCNT 나노  Nano 와이어가Wire 분산된 도금액과  The dispersed plating solution 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재binder 제조 Produce

저온 접합을 위해 CNT 나노 와이어가 분산된 Cu와 Sn이 교대로 적층된 금속다층박막 접합재를 제조하였다. For the low - temperature bonding, metal multilayer thin - film bonding materials in which Cu and Sn dispersed CNT nanowires were alternately stacked were fabricated.

평균 diameter 20nm, 평균 length 10㎛의 CNT 나노 와이어에 진공 sputtering 방법을 이용하여 표면에 Ni을 도금한 후, Ethanol 100ml에 CNT 나노 와이어 1g을 초음파를 이용하여 분산시킨다. Ni is plated on the surface of the CNT nanowire having an average diameter of 20 nm and an average length of 10 μm using a vacuum sputtering method and then 1 g of CNT nanowire is dispersed by ultrasonic in 100 ml of ethanol.

그 후 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한다. 제조된 도금액에 Ni이 도금된 CNT 나노 와이어가 분산된 Ethanol을 3ml 첨가한다. 이 때, 도금액은 계속 교반시켜야 한다. And then CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, and a molecular weight of 4000 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g and distilled water to prepare a plating solution of 250ml. To the prepared plating solution, add 3 ml of ethanol in which Ni-coated CNT nanowires are dispersed. At this time, the plating solution should be continuously stirred.

도금액 제조 시 CNT 표면에 Ni, Au, Cu 등 금속성분을 도금하는 목적은 표면이 거칠어지면서 갈고리 효과로 인해 접합재와 접합성이 향상되고, 도금시 음극으로 쉽게 이동을 하게하고, 접합재를 사용한 접합부에서 CNT와 접합재 성분금속과의 접합성을 향상시키기 위해서이다. The purpose of plating the metal such as Ni, Au, Cu on the surface of CNT in the preparation of the plating solution is to improve the bonding property with the bonding material due to the hooking effect due to the roughness of the surface and to allow easy movement to the cathode when plating, And to improve the bonding property of the bonding material component metal.

표면에 금속성분이 도포된 CNT는 용융된 접합재 내에서 금속성분과 양호한 wetting을 통해, CNT 성분이 접합재 위로 떠올라서 부유하거나 편석이 되는 것을 억제함으로서, 접합재 내에서 CNT와 금속성분과의 분리를 억제하고 접합성이 개선된다.CNTs coated with metal components on the surface inhibit floating or segregation of CNT components on the bonding material through good wetting with the metal components in the bonded bonding material, thereby suppressing the separation of CNTs and metallic components in the bonding material The bonding property is improved.

본 실시예는 상기 도금액에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ni이 도금된 CNT 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다.In this embodiment, a nickel (Ni) bumper layer is formed on a copper (Cu) plate of 25 mm x 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto for 10 minutes after forming an area, a nickel layer on the bumper -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 of current density and hence the range of A corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm and plating the entire bonding material to laminate alternately 40 占 퐉 to 50 占 퐉 thickness, The Ni in the plating solution was embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate.

금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석하였다. 측정한 Image는 도 6에 나타내었다. 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나논 와이어의 개수는 27.68㎛2 당 1내지 20개이다.The number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films was analyzed by FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). The measured image is shown in Fig. The number of nanowires located at the interface between the metal thin films is 1 to 20 per 27.68 占 퐉 2 .

니켈(Ni) 층은 금속다층박막 간 양호한 접합 및 모재 내부로 접합재를 구성하는 금속원자의 확산을 방지하기 전해도금으로 제작하였다.The nickel (Ni) layer was prepared by electrolytic plating to prevent the diffusion of the metal atoms constituting the bonding material to the inside of the base material and the good bonding between the metal multilayer thin films.

본 발명에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 나노 사이즈의 박막크기로 저온접합이 가능하다. 이를 확인하기 위해 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 가열 전과 후의 접합재를 열분석하였다. 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 CNT 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프를 도 7에 나타내었다. The metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed according to the present invention can be bonded at a low temperature in a nano-sized thin film. To confirm this, the bonding material before and after heating was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC). The heating curve before (before heating) and after (after heating) the Cu / Sn metal multilayer thin film bonding material in which Ni-plated CNT nanowires are dispersed on the surface measured by differential scanning calorimetry is shown in FIG. .

접합 전의 비정질 특성을 갖는 접합재의 경우 198.34℃에서 흡열 피크(peak)가 나타나며, solidus point는 167.19℃, liquidus point는 198.34℃이다. 접합 후 결정화된 접합재의 경우 300℃ 내에서 피크가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 실시예의 방법으로 제작된 접합재가 접합 전에는 융점이 약 200℃이고, 접합 후에는 300℃ 이상의 내열온도를 가지고 있는 것을 알 수 있다.The bonding material with amorphous properties before bonding shows an endothermic peak at 198.34 ° C, a solidus point of 167.19 ° C and a liquidus point of 198.34 ° C. It can be confirmed that no peak occurs at 300 ° C in the case of the crystallized bonding material after bonding. It can be seen that the bonding material produced by the method of this embodiment has a melting point of about 200 ° C before bonding and a heat-resistant temperature of 300 ° C or higher after bonding.

<< 실시예Example 2>  2> AgAg 나노  Nano 와이어가Wire 분산된 도금액과  The dispersed plating solution 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재binder 제조 Produce

저온 접합을 위해 Ag 나노 와이어가 분산된 Cu와 Sn이 교대로 적층된 금속다층박막 접합재를 제조하였다. 평균 diameter 20 ~ 40nm, 평균 length 10 ~ 20㎛의 Ag 나노 와이어 1g을 Ethanol 100ml에 초음파를 이용하여 분산시킨다. 그 후 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한다. For the low - temperature bonding, a metal multilayer thin film bonding material in which Cu and Sn dispersed Ag nanowires were alternately laminated was prepared. 1 g of Ag nanowire having an average diameter of 20 to 40 nm and an average length of 10 to 20 μm is dispersed in 100 ml of ethanol by ultrasonic wave. And then CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, and a molecular weight of 4000 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g and distilled water to prepare a plating solution of 250ml.

제조된 Ag 나노 와이어가 분산된 Ethanol을 5ml 첨가한다. 이 때, 도금액은 계속 교반시켜야 한다. 5 ml of Ethanol in which Ag nanowires are dispersed is added. At this time, the plating solution should be continuously stirred.

본 실시예는 상기 도금액에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ag 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 니켈(Ni) 층은 금속다층박막 간 양호한 접합 및 모재 내부로 접합재를 구성하는 금속원자의 확산을 방지하기 전해도금으로 제작하였다.In this embodiment, a nickel (Ni) bumper layer is formed on a copper (Cu) plate of 25 mm x 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto for 10 minutes after forming an area, a nickel layer on the bumper -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 of current density and hence the range of A corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm and plating the entire bonding material to laminate alternately 40 占 퐉 to 50 占 퐉 thickness, The Ag nanowires in the plating solution were embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate. The nickel (Ni) layer was prepared by electrolytic plating to prevent the diffusion of the metal atoms constituting the bonding material to the inside of the base material and the good bonding between the metal multilayer thin films.

금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석하였다. 측정한 Image는 도 8에 나타내었다. 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나논 와이어의 개수는 27.68㎛2 당 1내지 20개이다.The number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films was analyzed by FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). The measured image is shown in Fig. The number of nanowires located at the interface between the metal thin films is 1 to 20 per 27.68 占 퐉 2 .

본 발명에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 나노 사이즈의 박막크기로 저온접합이 가능하다. 이를 확인하기 위해 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 가열 전과 후의 접합재를 열분석하였다. 시차주사열량계를 이용하여 측정한 Ag 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프를 도 9에 나타내었다. 접합 전의 비정질 특성을 갖는 접합재의 경우 197.49℃에서 흡열 피크(peak)가 나타나며, solidus point는 168.97℃, liquidus point는 197.49℃이다. 접합 후 결정화된 접합재의 경우 300℃ 내에서 피크가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 실시예의 방법으로 제작된 접합재가 접합 전에는 융점이 약 200℃이고, 접합 후에는 300℃ 이상의 내열온도를 가지고 있는 것을 알 수 있다.The metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed according to the present invention can be bonded at a low temperature in a nano-sized thin film. To confirm this, the bonding material before and after heating was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC). FIG. 9 shows a heating curve before (before heating) and after (after heating) the Cu / Sn metal multi-layer thin film bonding material in which Ag nanowires are dispersed, measured using a differential scanning calorimeter. The bonding material with amorphous properties before bonding shows an endothermic peak at 197.49 ° C, a solidus point of 168.97 ° C and a liquidus point of 197.49 ° C. It can be confirmed that no peak occurs at 300 ° C in the case of the crystallized bonding material after bonding. It can be seen that the bonding material produced by the method of this embodiment has a melting point of about 200 ° C before bonding and a heat-resistant temperature of 300 ° C or higher after bonding.

<< 실시예Example 3> SiC 나노  3> SiC nano 와이어가Wire 분산된 도금액과  The dispersed plating solution 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재binder 제조 Produce

저온 접합을 위해 SiC 나노 와이어가 분산된 Cu와 Sn이 교대로 적층된 금속다층박막 접합재를 제조하였다. diameter < 2.5㎛, L/D ≥ 20의 SiC 나노 와이어에 진공 sputtering 방법, 무전해도금을 이용하여 표면에 Ni을 도금한 후, Ethanol 100ml에 SiC 나노 와이어 0.5g을 초음파를 이용하여 분산시킨다. For the low temperature bonding, a metal multilayer thin film bonding material in which Cu and Sn dispersed SiC nanowires were alternately laminated was prepared. Ni is plated on the surface of the SiC nanowire of diameter <2.5 μm and L / D ≥ 20 using a vacuum sputtering method and electroless plating, and then 0.5 g of SiC nanowire is dispersed by ultrasonic wave in 100 ml of ethanol.

그 후 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한다. 제조된 도금액에 Ni이 도금된 SiC 나노 와이어가 분산된 Ethanol을 3ml 첨가한다. 이 때, 도금액은 계속 교반시켜야 한다. And then CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, and a molecular weight of 4000 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g and distilled water to prepare a plating solution of 250ml. 3 ml of Ethanol in which Ni-plated SiC nanowire is dispersed is added to the prepared plating solution. At this time, the plating solution should be continuously stirred.

도금액 제조 시 SiC 표면에 Ni, Au, Cu 등 금속성분을 도금하는 목적은 표면이 거칠어지면서 갈고리 효과로 인해 접합재와 접합성이 향상되고, 도금시 음극으로 쉽게 이동을 하게하고, 접합재를 사용한 접합부에서 SiC와 접합재 성분금속과의 접합성을 향상시키기 위해서 SiC 표면에 금속성분을 도포한다. 표면에 금속성분이 도포된 SiC는 용융된 접합재 내에서 금속성분과 양호한 wetting을 통해, SiC 성분이 접합재 위로 떠올라서 부유하거나 편석이 되는 것을 억제함으로서, 접합재 내에서 SiC와 금속성분과의 분리를 억제하고 접합성이 개선된다.The purpose of plating Ni, Au, Cu and other metal components on the surface of SiC during plating liquid production is to improve the bonding property with the bonding material due to the hooking effect due to the roughness of the surface and to easily move to the cathode when plating, And the bonding material component metal, the metal component is applied to the surface of the SiC. SiC coated with a metal on the surface suppresses floating or segregation of the SiC component on the bonding material due to good wetting with the metal component in the molten bonding material, thereby suppressing the separation of the SiC and the metallic component in the bonding material The bonding property is improved.

본 실시예는 상기 도금액에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ni이 도금된 SiC 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 니켈(Ni) 층은 금속다층박막 간 양호한 접합 및 모재 내부로 접합재를 구성하는 금속원자의 확산을 방지하기 전해도금으로 제작하였다.In this embodiment, a nickel (Ni) bumper layer is formed on a copper (Cu) plate of 25 mm x 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto for 10 minutes after forming an area, a nickel layer on the bumper -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 of current density and hence the range of A corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm and plating the entire bonding material to laminate alternately 40 占 퐉 to 50 占 퐉 thickness, The Ni in the plating solution was filled in the metal thin films on which the plated SiC nanowires were plated to deposit the copper on the copper plate. The nickel (Ni) layer was prepared by electrolytic plating to prevent the diffusion of the metal atoms constituting the bonding material to the inside of the base material and the good bonding between the metal multilayer thin films.

금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석하였다. 측정한 Image는 도 10에 나타내었다. 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나논 와이어의 개수는 27.68㎛2 당 1내지 15개이다.The number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films was analyzed by FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). The measured images are shown in Fig. The number of nanowires located at the interface between the metal thin films is 1 to 15 per 27.68 탆 2 .

본 발명에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 나노 사이즈의 박막크기로 저온접합이 가능하다. 이를 확인하기 위해 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 가열 전과 후의 접합재를 열분석하였다. 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 SiC 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프를 도 11에 나타내었다. 접합 전의 비정질 특성을 갖는 접합재의 경우 197.56℃에서 흡열 피크(peak)가 나타나며, solidus point는 167.10℃, liquidus point는 197.56℃이다. 접합 후 결정화된 접합재의 경우 300℃ 내에서 피크가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 실시예의 방법으로 제작된 접합재가 접합 전에는 융점이 약 200℃이고, 접합 후에는 300℃ 이상의 내열온도를 가지고 있는 것을 알 수 있다.The metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed according to the present invention can be bonded at a low temperature in a nano-sized thin film. To confirm this, the bonding material before and after heating was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC). The heating curve before (before heating) and after (after heating) the Cu / Sn metal multi-layer thin film bonding material in which Ni-plated SiC nanowires are dispersed on the surface measured by differential scanning calorimetry is shown in FIG. . The bonding material with amorphous properties before bonding shows an endothermic peak at 197.56 ° C, a solidus point of 167.10 ° C and a liquidus point of 197.56 ° C. It can be confirmed that no peak occurs at 300 ° C in the case of the crystallized bonding material after bonding. It can be seen that the bonding material produced by the method of this embodiment has a melting point of about 200 ° C before bonding and a heat-resistant temperature of 300 ° C or higher after bonding.

<< 실시예Example 4>  4> ZnOZnO 나노  Nano 와이어가Wire 분산된 도금액과  The dispersed plating solution 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재binder 제조 Produce

저온 접합을 위해 ZnO 나노 와이어가 분산된 Cu와 Sn이 교대로 적층된 금속다층박막 접합재를 제조하였다. diameter 50nm, length ≥ 300nm의 ZnO 나노 와이어에 진공 sputtering 방법, 무전해도금을 이용하여 표면에 Ni을 도금한 후, Ethanol 100ml에 ZnO 나노 와이어 0.1g을 초음파를 이용하여 분산시킨다. For the low temperature bonding, a metal multilayer thin film bonding material in which Cu and Sn dispersed ZnO nanowires were alternately laminated was prepared. Ni is plated on the surface of ZnO nanowires of diameter 50nm, length ≥ 300nm by electroless plating and vacuum sputtering method. Then, 0.1g of ZnO nanowire is dispersed by ultrasonic in 100ml of ethanol.

그 후 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한다. 제조된 도금액에 Ni이 도금된 ZnO 나노 와이어가 분산된 Ethanol을 3ml 첨가한다. 이 때, 도금액은 계속 교반시켜야 한다. And then CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, and a molecular weight of 4000 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g and distilled water to prepare a plating solution of 250ml. 3 ml of Ethanol dispersed with Ni-plated ZnO nanowire is added to the prepared plating solution. At this time, the plating solution should be continuously stirred.

도금액 제조 시 ZnO 표면에 Ni, Au, Cu 등 금속성분을 도금하는 목적은 표면이 거칠어지면서 갈고리 효과로 인해 접합재와 접합성이 향상되고, 도금시 음극으로 쉽게 이동을 하게하고, 접합재를 사용한 접합부에서 ZnO와 접합재 성분금속과의 접합성을 향상시키기 위해서 ZnO 표면에 금속성분을 도포한다. 표면에 금속성분이 도포된 ZnO는 용융된 접합재 내에서 금속성분과 양호한 wetting을 통해, ZnO 성분이 접합재 위로 떠올라서 부유하거나 편석이 되는 것을 억제함으로서, 접합재 내에서 ZnO와 금속성분과의 분리를 억제하고 접합성이 개선된다.The purpose of plating the metal such as Ni, Au, Cu on the surface of ZnO during the plating solution production is to improve the bonding property with the bonding material due to the hooking effect due to the roughness of the surface and to allow easy movement to the cathode when plating, And the bonding material component metal, the metal component is applied to the surface of the ZnO. ZnO coated with metal on the surface suppresses the floating or segregation of the ZnO component on the bonding material through good wetting with the metal component in the molten bonding material, thereby suppressing the separation of ZnO from the metallic component in the bonding material The bonding property is improved.

본 실시예는 상기 도금액에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ni이 도금된 ZnO 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 니켈(Ni) 층은 금속다층박막 간 양호한 접합 및 모재 내부로 접합재를 구성하는 금속원자의 확산을 방지하기 전해도금으로 제작하였다.In this embodiment, a nickel (Ni) bumper layer is formed on a copper (Cu) plate of 25 mm x 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto for 10 minutes after forming an area, a nickel layer on the bumper -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 of current density and hence the range of A corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm and plating the entire bonding material to laminate alternately 40 占 퐉 to 50 占 퐉 thickness, The Ni in the plating solution was prepared by plating ZnO nanowires on the plated metal thin films and plating the copper plates together. The nickel (Ni) layer was prepared by electrolytic plating to prevent the diffusion of the metal atoms constituting the bonding material to the inside of the base material and the good bonding between the metal multilayer thin films.

금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의 면적당 개수를 확인하기 위해 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 사용하여 분석하였다. 측정한 Image는 도 12에 나타내었다. 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나논 와이어의 개수는 27.68㎛2 당 1내지 8개이다.The number of nanowires per unit area of the interface between the metal thin films was analyzed by FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope). The measured image is shown in Fig. The number of nanowires located at the interface between the metal thin films is 1 to 8 per 27.68 탆 2 .

본 발명에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 나노 사이즈의 박막크기로 저온접합이 가능하다. 이를 확인하기 위해 시차주사열량계(DSC)를 이용하여 가열 전과 후의 접합재를 열분석하였다. 시차주사열량계를 이용하여 측정한 표면에 Ni이 도금된 ZnO 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재의 접합 전(가열 전)과 접합 후(가열 후)의 가열곡선 그래프를 도 13에 나타내었다. 접합 전의 비정질 특성을 갖는 접합재의 경우 183.63℃에서 흡열 피크(peak)가 나타나며, solidus point는 174.69℃, liquidus point는 183.63℃이다. 접합 후 결정화된 접합재의 경우 300℃ 내에서 피크가 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는 본 실시예의 방법으로 제작된 접합재가 접합 전에는 융점이 약 180℃이고, 접합 후에는 300℃ 이상의 내열온도를 가지고 있는 것을 알 수 있다.The metal multi-layer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed according to the present invention can be bonded at a low temperature in a nano-sized thin film. To confirm this, the bonding material before and after heating was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC). A graph of the heating curves before (before heating) and after (after heating) the Cu / Sn metal multilayer thin film bonding material in which Ni-plated ZnO nanowires are dispersed on the surface measured using a differential scanning calorimeter is shown in FIG. . The bonding material with amorphous properties before bonding shows an endothermic peak at 183.63 ° C, a solidus point of 174.69 ° C and a liquidus point of 183.63 ° C. It can be confirmed that no peak occurs at 300 ° C in the case of the crystallized bonding material after bonding. It can be seen that the bonding material produced by the method of this embodiment has a melting point of about 180 ° C before bonding and a heat-resistant temperature of 300 ° C or higher after bonding.

<< 실시예Example 5>  5> CNTCNT 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재의Bonding material 저온 접합 Low temperature bonding

본 발명에 따른 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재는 비정질 특성을 포함하며, 비정질의 결정화 시 발생하는 열로 인해 동일 조성의 벌크합금에 비해 저온에서 용융되어 저온 접합용으로 사용할 수 있다. 접합이 후에는 결정화되어 전체 벌크 조성의 합금만큼 접합재의 융점이 상승하여 접합온도보다 고온에서 사용할 수 있다. 접합상태와 결정화를 확인하기 위해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 접합재의 미세구조를 관찰하였다. 25mm x 25mm 구리(Cu)상판 위에 10mm x 10mm 크기의 니켈 범퍼와 CNT 나노 와이어를 분산시킨 금속다층박막 접합재를 제작하였으며, 도금액 조성 및 제작 방법은 실시예 1과 같다.The metal multilayer thin film bonding material according to the present invention contains amorphous characteristics and can be used for low temperature bonding by melting at a low temperature as compared with the bulk alloy of the same composition due to heat generated during crystallization of amorphous. After the bonding, the melting point of the bonding material is increased as much as the alloy of the entire bulk composition by crystallization, and the bonding material can be used at a temperature higher than the bonding temperature. The microstructure of the bonding material was observed using a scanning electron microscope (SEM) to confirm the bonding state and crystallization. A metal multilayer thin film bonding material in which a 10 mm x 10 mm nickel bumper and CNT nanowires were dispersed on a 25 mm x 25 mm copper top plate was prepared, and the composition and manufacturing method of the plating solution were the same as in Example 1.

도금된 구리(Cu) 상판 위에 10mm x 10mm 니켈(Ni)을 10- 5torr진공에서 200℃의 온도로 접합하였으며, 도 14에 접합부를 분석한 주사전자현미경(SEM) 이미지를 나타내었다. 접합부는 계면결함 없이 완전하게 접합된 것을 확인할 수 있다.10 mm x 10 mm nickel (Ni) was bonded on a plated copper (Cu) top plate at a temperature of 200 ° C under a vacuum of 10 - 5 torr, and a scanning electron microscope (SEM) image of the junction was shown in Fig. It can be seen that the joints are completely bonded without interface defects.

또한, 에너지분산스펙트럼(EDS)을 이용하여 접합부 원소의 성분을 분석하였으며, 그 결과를 도 15에 나타내었다. EDS 분석 결과, 니켈(Ni) 소자, 접합재 층, 구리(Cu) 판상 간 양호한 접합이 이루어졌으며, CNT의 분산이 이루어졌음을 알 수 있다. In addition, the components of the junction elements were analyzed using the energy dispersion spectrum (EDS), and the results are shown in FIG. As a result of EDS analysis, it was found that good bonding was achieved between the nickel (Ni) element, the bonding material layer and the copper (Cu) plate, and the CNT dispersion was achieved.

결정화를 확인하기 위해 위와 같은 방법으로 제작된 시편을 Ethanol 92vol% - HCl 8vol% 부식액에 수초에서 수분 동안 잠입하여 주석 박막을 부식시킨 상태의 미세구조를 주사전자현미경(SEM)으로 분석하였고, 그 결과를 도 11에 나타내었다. 접합 후 금속의 결합이 이루어져 결정화 된 것을 알 수 있다.In order to confirm the crystallization, the microstructure of the specimen prepared by the above method was immersed in the ethanol solution of 92 vol% - HCl of 8 vol% for several minutes in water for several minutes and analyzed by scanning electron microscope (SEM) Is shown in Fig. It can be seen that after the bonding, the metal is bonded and crystallized.

<< 실시예Example 6>  6> CNTCNT 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재로As a bonding material 접합한 구리의 전단강도 Shear strength of bonded copper

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 전단강도 변화를 확인하기 위해 전단시편을 제작하였다. 이를 위하여 CNT 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재와 CNT 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제조하였다. 구체적인 제작방법은 다음과 같다. 다이아몬드 절단기를 이용하여 두께 1T의 구리(Cu) 시트를 1mm x 1mm 크기로 가공한다. CNT 나노 와이어를 포함한 접합재 제조를 위해 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 상판 위에 실시예 1에서 제작한 도금액과 같은 도금액 조성으로 도금을 실시하였다. Shear test specimens were fabricated to confirm the change of shear strength due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. For this purpose, Cu / Sn multilayer thin film bonding materials with CNT nanowires dispersed and Cu / Sn multilayer thin film bonding materials without CNT nanowires were fabricated. The concrete production method is as follows. Using a diamond cutter, a copper (Cu) sheet having a thickness of 1T is processed into a size of 1 mm x 1 mm. In order to manufacture a bonding material including CNT nanowires, plating was performed on a copper (Cu) upper plate having a size of 25 mm x 25 mm with the same plating solution composition as the plating solution prepared in Example 1.

-9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 표면에 Ni이 도금된 CNT 나노 와이어가 도금되는 금속박막에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm in area of 10 mm × 10 mm by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes, a bumper layer -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to a current density of -0.5A / dm 2, and the corresponding voltage range over which to a pulse-type For 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm so as to alternately laminate 40 to 50 占 퐉 thickness of the entire bonding material, CNT nanowires were embedded in a metal thin film to be plated and deposited on a copper plate.

도 16은 실시예 6에 따라 제조된 접합재의 단면 SEM 사진이다. 16 is a cross-sectional SEM photograph of the bonding material produced according to Example 6. Fig.

비교군으로 CNT 나노 와이어를 포함하지 않은 금속다층박막 접합재를 제조하기 위해 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한 후 위와 같은 조건으로 니켈(Ni) 범퍼를 제작하고 그 위에 CNT 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제작하였다. Control group in order to prepare a multi-layer metal thin film bonding material containing no CNT nanowires and CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, the molecular weight of the PEG 4000 0.5g, Triammonium Citrate to 25g and distilled water 250ml (Ni) bumper was fabricated under the above conditions and a Cu / Sn multilayer thin film bonding material without CNT nanowire was fabricated on the bumper.

그 후 1mm x 1mm x 1mm 크기로 제작된 구리(Cu) 시편의 산화막을 제거한 후 각각 CNT 나노 와이어가 분산된 접합재와 CNT 나노 와이어가 분산되지 않은 접합재 위에 놓고 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점 이상인 200℃의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. 제작된 나노 와이어가 분산된 전단강도 시편을 도 17에 나타내었다. Then 1mm x 1mm x copper (Cu) made of 1mm in size after removal of the sample oxide layer of each CNT nanowires are dispersed bonding material and the CNT nanowires placed on a non-distributed bonding material 10 - 5 torr melting point of the bonding material in a vacuum Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 200 C. &lt; / RTI &gt; Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt. The shear strength test specimen in which the prepared nanowires are dispersed is shown in Fig.

제작된 시편을 이용하여 전단높이 25μm, 전단속도 25mm/s 조건으로 실험한 결과 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 평균 전단강도는 52.095MPa, 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 경우 평균 전단강도가 39.977MPa이다. 전단강도를 측정한 결과 평균적으로 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 경우 전단강도가 30%(12.118MPa) 이상 증가한 것을 알 수 있다. 전단강도 측정결과는 도 13에 나타내었다. The average shear strength of specimens bonded with dispersed nanowires was 52.095MPa and the average shear strength of specimens bonded without using nanowires was 25μm / s. Is 39.977 MPa. As a result of measuring the shear strength, it can be seen that the shear strength of the specimen bonded by dispersing the nanowires on average is increased by 30% (12.118 MPa) or more. The shear strength measurement results are shown in Fig.

<< 실시예Example 7>  7> AgAg 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재로As a bonding material 접합한 구리의 전단강도 Shear strength of bonded copper

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 전단강도 변화를 확인하기 위해 전단시편을 제작하였다. 이를 위하여 Ag 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재와 Ag 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제조하였다. 구체적인 제작방법은 다음과 같다. 다이아몬드 절단기를 이용하여 두께 1T의 구리(Cu) 시트를 1mm x 1mm 크기로 가공한다. Ag 나노 와이어를 포함한 접합재 제조를 위해 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 상판 위에 실시예 2에서 제작한 도금액과 같은 도금액 조성으로 도금을 실시하였다. Shear test specimens were fabricated to confirm the change of shear strength due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. For this purpose, Cu / Sn multilayer thin film bonding materials with Ag nanowires dispersed and Cu / Sn multilayer thin film bonding materials without Ag nanowires were fabricated. The concrete production method is as follows. Using a diamond cutter, a copper (Cu) sheet having a thickness of 1T is processed into a size of 1 mm x 1 mm. For the preparation of the bonding material including the Ag nanowire, plating was performed on the copper (Cu) upper plate having a size of 25 mm x 25 mm with the same plating solution composition as the plating solution prepared in Example 2.

-9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ag 나노 와이어가 도금되는 금속박막에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm in area of 10 mm × 10 mm by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes, a bumper layer -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to a current density of -0.5A / dm 2, and the corresponding voltage range over which to a pulse-type The tin thin film and the copper thin film of two or more layers are plated at a thickness of 40 nm to 50 nm for each individual layer so that the thickness of the entire bonding material is alternately laminated in the range of 40 탆 to 50 탆 and the Ag nano wire in the plating liquid is plated And then plating and depositing copper on the copper plate.

비교군으로 Ag 나노 와이어를 포함하지 않은 금속다층박막 접합재를 제조하기 위해 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한 후 위와 같은 조건으로 니켈(Ni) 범퍼를 제작하고 그 위에 Ag 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제작하였다. Control group with CuSO 4 and to produce a multilayer thin film metal bonding material containing no Ag nanowire 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, the molecular weight of the PEG 4000 0.5g, Triammonium Citrate to 25g and distilled water 250ml (Ni) bumper under the same conditions as above, and a Cu / Sn multilayer thin film bonding material without Ag nanowire was fabricated on the bumper.

그 후 1mm x 1mm x 1mm 크기로 제작된 구리(Cu) 시편의 산화막을 제거한 후 각각 Ag 나노 와이어가 분산된 접합재와 Ag 나노 와이어가 분산되지 않은 접합재 위에 놓고 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점 이상인 200℃의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. Then 1mm x 1mm x copper (Cu) made of 1mm in size after removal of the sample oxide layer of each Ag nanowires are dispersed bonding material and the Ag nanowire was placed on the bonding material are not dispersed 10 - 5 torr melting point of the bonding material in a vacuum Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 200 C. &lt; / RTI &gt; Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt.

제작된 시편을 이용하여 전단높이 25μm, 전단속도 25mm/s 조건으로 실험한 결과 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 평균 전단강도는 49.189MPa, 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 경우 평균 전단강도가 39.977MPa이다. 전단강도를 측정한 결과 평균적으로 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 경우 전단강도가 23%(9.212MPa) 이상 증가한 것을 알 수 있다. 전단강도 측정결과는 도 18에 나타내었다.The average shear strength of specimens bonded with dispersed nanowires was 49.189MPa, and the average shear strength of specimens joined without using nanowires was 25μm / s with a shear height of 25mm / s. Is 39.977 MPa. As a result of measuring the shear strength, it can be seen that the shear strength of specimens bonded by dispersing nanowires on average increased by 23% (9.212 MPa) or more. The shear strength measurement results are shown in Fig.

<< 실시예Example 8> SiC 나노  8> SiC nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재로As a bonding material 접합한 구리의 전단강도 Shear strength of bonded copper

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 전단강도 변화를 확인하기 위해 전단시편을 제작하였다. 이를 위하여 SiC 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재와 SiC 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제조하였다. 구체적인 제작방법은 다음과 같다. 다이아몬드 절단기를 이용하여 두께 1T의 구리(Cu) 시트를 1mm x 1mm 크기로 가공한다. SiC 나노 와이어를 포함한 접합재 제조를 위해 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 상판 위에 실시예 3에서 제작한 도금액과 같은 도금액 조성으로 도금을 실시하였다. -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 표면에 Ni이 도금된 SiC 나노 와이어가 도금되는 금속박막에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. Shear test specimens were fabricated to confirm the change of shear strength due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. For this purpose, Cu / Sn multilayer thin film bonding materials with SiC nanowires dispersed and Cu / Sn multilayer thin film bonding materials without SiC nanowires were fabricated. The concrete production method is as follows. Using a diamond cutter, a copper (Cu) sheet having a thickness of 1T is processed into a size of 1 mm x 1 mm. In order to manufacture a bonding material including SiC nanowires, plating was performed on a copper (Cu) upper plate having a size of 25 mm x 25 mm with a plating solution composition similar to that of the plating solution prepared in Example 3. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm in area of 10 mm × 10 mm by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes, a bumper layer -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to a current density of -0.5A / dm 2, and the corresponding voltage range over which to a pulse-type For 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm so as to alternately laminate 40 to 50 占 퐉 thickness of the entire bonding material, SiC nanowires were embedded in a metal thin film to be plated and deposited on a copper plate.

비교군으로 SiC 나노 와이어를 포함하지 않은 금속다층박막 접합재를 제조하기 위해 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한 후 위와 같은 조건으로 니켈(Ni) 범퍼를 제작하고 그 위에 SiC 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제작하였다. Control group in order to prepare a multi-layer metal thin film bonding material that does not contain SiC nanowires and CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, the molecular weight of the PEG 4000 0.5g, Triammonium Citrate to 25g and distilled water 250ml (Ni) bumper was fabricated under the same conditions as above, and a Cu / Sn multilayer thin film bonding material without SiC nanowire was fabricated thereon.

그 후 1mm x 1mm x 1mm 크기로 제작된 구리(Cu) 시편의 산화막을 제거한 후 각각 SiC 나노 와이어가 분산된 접합재와 SiC 나노 와이어가 분산되지 않은 접합재 위에 놓고 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점 이상인 200℃의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다.Then 1mm x 1mm x copper (Cu) made of 1mm in size after removal of the sample oxide layer of each SiC nanowires are dispersed bonding material and SiC nanowire is placed on a non-distributed bonding material 10 - 5 torr melting point of the bonding material in a vacuum Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 200 C. &lt; / RTI &gt; Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt.

제작된 시편을 이용하여 전단높이 25μm, 전단속도 25mm/s 조건으로 실험한 결과 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 평균 전단강도는 48.775MPa, 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 경우 평균 전단강도가 39.977MPa이다. 전단강도를 측정한 결과 평균적으로 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 경우 전단강도가 22%(8.798MPa) 이상 증가한 것을 알 수 있다. 전단강도 측정결과는 도 18에 나타내었다. The average shear strength of specimens bonded with dispersed nanowires was 48.775MPa, and the average shear strength of specimens bonded without using nanowires was 25μm / s with a shear height of 25mm / s. Is 39.977 MPa. As a result of measuring the shear strength, it was found that the shear strength increased by 22% (8.798 MPa) or more in the specimen bonded with dispersed nanowires on average. The shear strength measurement results are shown in Fig.

<< 실시예Example 9>  9> ZnOZnO 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재로As a bonding material 접합한 구리의 전단강도 Shear strength of bonded copper

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 전단강도 변화를 확인하기 위해 전단시편을 제작하였다. 이를 위하여 ZnO 나노 와이어가 분산된 Cu/Sn 금속다층박막 접합재와 ZnO 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제조하였다. 구체적인 제작방법은 다음과 같다. 다이아몬드 절단기를 이용하여 두께 1T의 구리(Cu) 시트를 1mm x 1mm 크기로 가공한다. ZnO 나노 와이어를 포함한 접합재 제조를 위해 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 상판 위에 실시예 4에서 제작한 도금액과 같은 도금액 조성으로 도금을 실시하였다. -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 표면에 Ni이 도금된 ZnO 나노 와이어가 도금되는 금속박막에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. Shear test specimens were fabricated to confirm the change of shear strength due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. For this purpose, Cu / Sn multilayer thin film bonding materials with ZnO nanowires dispersed and Cu / Sn multilayer thin film bonding materials without ZnO nanowires were fabricated. The concrete production method is as follows. Using a diamond cutter, a copper (Cu) sheet having a thickness of 1T is processed into a size of 1 mm x 1 mm. In order to manufacture a bonding material containing ZnO nanowires, plating was performed on a copper (Cu) upper plate having a size of 25 mm x 25 mm with the same plating solution composition as the plating solution prepared in Example 4. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm in area of 10 mm × 10 mm by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes, a bumper layer -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding voltage and -0.1A / dm 2 to a current density of -0.5A / dm 2, and the corresponding voltage range over which to a pulse-type For 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm so as to alternately laminate 40 to 50 占 퐉 thickness of the entire bonding material, ZnO nanowires were embedded in a metal thin film to be plated and deposited on a copper plate.

비교군으로 ZnO 나노 와이어를 포함하지 않은 금속다층박막 접합재를 제조하기 위해 CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조한 후 위와 같은 조건으로 니켈(Ni) 범퍼를 제작하고 그 위에 ZnO 나노 와이어를 포함하지 않은 Cu/Sn 금속다층박막 접합재를 제작하였다. Comparing the group of ZnO for the production of multi-layer thin film to metal bonding material that comprises a nanowire and CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, the molecular weight of the PEG 4000 0.5g, Triammonium Citrate to 25g and distilled water 250ml (Ni) bumper was fabricated under the above conditions and a Cu / Sn multilayer thin film bonding material without ZnO nanowire was fabricated on the bumper.

그 후 1mm x 1mm x 1mm 크기로 제작된 구리(Cu) 시편의 산화막을 제거한 후 각각 ZnO 나노 와이어가 분산된 접합재와 SiC 나노 와이어가 분산되지 않은 접합재 위에 놓고 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점 이상인 200의 온도로 접합하였다. 물론 200 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다.Then 1mm x 1mm x copper (Cu) made of 1mm in size after removal of the sample oxide layer of each of ZnO nanowires are dispersed bonding material and SiC nanowire is placed on a non-distributed bonding material 10 - 5 torr melting point of the bonding material in a vacuum Or more. Of course, it is possible to bond even at a temperature of 200 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less. The highest bonding temperature of the Sn-Cu alternately laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt.

제작된 시편을 이용하여 전단높이 25μm, 전단속도 25mm/s 조건으로 실험한 결과 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 평균 전단강도는 48.471MPa, 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 경우 평균 전단강도가 39.977MPa이다. 전단강도를 측정한 결과 평균적으로 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편의 경우 전단강도가 21%(8.494MPa) 이상 증가한 것을 알 수 있다. 전단강도 측정결과는 도 18에 나타내었다. The average shear strength of specimens bonded with dispersed nanowires was 48.471MPa, and the average shear strength of specimens joined without using nanowires was 25μm / s at shear height of 25mm / s. Is 39.977 MPa. As a result of measuring the shear strength, it can be seen that the shear strength of the specimen bonded by dispersing the nanowires on average is increased by 21% (8.494 MPa) or more. The shear strength measurement results are shown in Fig.

<< 실시예Example 10>  10> CNTCNT 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재의Bonding material 인장강도와 연신율 Tensile strength and elongation

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 인장강도와 연성 변화를 확인하기 위해 인장시험용 시편을 제작하였다. 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 CNT 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 그 후 또 다른 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 위에 CNT 나노 와이어가 분산된 접합재가 형성된 부분에 맞추어 올린 뒤 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점이상인 160의 온도로 접합하였다. 물론 160 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300C 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. 도금액의 조성은 실시예 1과 같다. 제작된 인장강도 시편을 도 14에 나타내었다.Tensile test specimens were fabricated to confirm the change of tensile strength and ductility due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes to the top end of a copper a rear bumper on the nickel layer formed as x 10mm area -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding current density and voltage of -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 and for a range The corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm to plate the entire bonding material so that the thickness of the entire bonding material is alternately laminated to 40 to 50 탆 , CNT nanowires in the plating solution were embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate. Thereafter, a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto were applied for 10 minutes to another copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm, The bumper layer was formed to have a size of 10 mm x 10 mm, and the CNT nanowires were placed on the portion where the CNT nanowires were dispersed. Then, the CNT nanowires were bonded in a vacuum of 10 - 5 torr to a temperature of 160, which is higher than the melting point of the present bonding material. Of course, it is possible to bond even at a temperature of 160 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300C or less. The highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt. The composition of the plating solution is the same as in Example 1. The fabricated tensile strength specimen is shown in Fig.

인장강도의 변화를 확인하기 위해 CNT 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막을 제조하여 인장시험을 실시하였다. CuSO4ㆍ5H2O 1.879g, SnCl2ㆍ2H2O 16.924g, 분자량 4000의 PEG 0.5g, Triammonium Citrate 25g과 증류수로 250ml의 도금액을 제조하였다. 그 후 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하였다.In order to confirm the change of tensile strength, a metal multilayer thin film without CNT nanowires was prepared and subjected to tensile test. And CuSO 4 5H 2 O 1.879g, SnCl 2 and 2H 2 O 16.924g, molecular weight of the PEG 4000 0.5g, 250ml of a plating solution in Triammonium Citrate and 25g of distilled water was prepared. Thereafter, a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 was applied to the end of a copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm, and a voltage corresponding thereto was applied for 10 minutes to form a nickel (Ni) bumper layer a 10mm x 10mm area of the rear bumper nickel layer on -3A / dm 2 to a current density of -7A / dm 2, and the corresponding voltage range and -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 of current range to form a Density and a voltage corresponding thereto in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm to deposit the entire bonding material in a thickness of 40 탆 to 50 탆 alternately Respectively.

또 다른 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 금속다층박막 접합재가 형성된 부분 위에 맞추어 올린 뒤 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점이상인 200℃ 의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. A current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto were applied to the other end of a copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm for 10 minutes to form a nickel (Ni) bumper layer Was formed on a 10 mm x 10 mm area and then put on the part where the metal multilayer thin film bonding material was formed and bonded at a temperature of 200 ° C or higher, which is higher than the melting point of the present bonding material, in a vacuum of 10 - 5 torr. Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt.

도 19와 같이 제작된 시편을 이용하여 인장속도 5mm/min 조건으로 CNT 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편과 CNT 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 인장시험을 진행한 결과 나노 와이어를 분산시킨 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우보다 접합부의 연성이 약 2배 증가한 것을 알 수 있다. 인장시험 측정결과는 도 20에 나타내었다.As a result of the tensile test of specimens bonded with CNT nanowires dispersed and bonded at a tensile speed of 5 mm / min using CNT nanowires without using CNT nanowires, In the case of the specimen bonded with the multilayer thin-film bonding material, the ductility of the bonding portion increased about twice as compared with the specimen bonded with the metal multilayer thin-film bonding material without the nanowire. The tensile test results are shown in Fig.

또한 CNT 나노 와이어를 분산시긴 금속다층박막 접합한 시편의 인장강도는 267.2974N, 나노 와이어를 분산시키지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 인장강도는 239.7039N으로 CNT 나노 와이어 분산으로 인해 접합부의 인장강도 또한 증가한 것을 알 수 있다. In addition, the tensile strength of the CNT nanowire-dispersed metal multilayer thin-film bonded specimen was 267.2974 N, and the tensile strength of the specimen bonded with the metal multilayer thin-film bonding agent without dispersing the nanowire was 239.7039 N. Due to the CNT nanowire dispersion, The strength is also increased.

<< 실시예Example 11>  11> AgAg 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재의Bonding material 인장강도와  Tensile strength and 연신율Elongation

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 인장강도와 연성 변화를 확인하기 위해 인장시험용 시편을 제작하였다. 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 Ag 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 그 후 또 다른 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 위에 Ag 나노 와이어가 분산된 접합재가 형성된 부분에 맞추어 올린 뒤 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점 이상인 200℃ 의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. 도금액의 조성은 실시예 2과 같다. 제작된 인장강도 시편을 도 19에 나타내었다.Tensile test specimens were fabricated to confirm the change of tensile strength and ductility due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes to the top end of a copper a rear bumper on the nickel layer formed as x 10mm area -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding current density and voltage of -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 and for a range The corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm to plate the entire bonding material so that the thickness of the entire bonding material is alternately laminated to 40 to 50 탆 And Ag nanowires in the plating solution were embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate. Thereafter, a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto were applied for 10 minutes to another copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm, The bumper layer was formed to have a size of 10 mm x 10 mm. The bumper layer was placed on the portion where the Ag nanowires were dispersed and then bonded at a temperature of 200 ° C or higher, which is higher than the melting point of the present bonding material, in a vacuum of 10 - 5 torr. Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt. The composition of the plating solution is the same as in Example 2. The fabricated tensile strength specimen is shown in Fig.

인장강도의 변화를 확인하기 위해 Ag 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막을 제조하여 인장시험을 실시하였다. 방법은 실시예 10과 같다.To confirm the change of tensile strength, a metal multilayer thin film without Ag nanowire was prepared and subjected to a tensile test. The method is the same as in Example 10.

도 19와 같이 제작된 시편을 이용하여 인장속도 5mm/min 조건으로 CNT 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편과 CNT 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 인장시험을 진행한 결과 나노 와이어를 분산시킨 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우보다 접합부의 연성이 약 2배 증가한 것을 알 수 있다. 인장시험 측정결과는 도 20에 나타내었다.As a result of the tensile test of specimens bonded with CNT nanowires dispersed and bonded at a tensile speed of 5 mm / min using CNT nanowires without using CNT nanowires, In the case of the specimen bonded with the multilayer thin-film bonding material, the ductility of the bonding portion increased about twice as compared with the specimen bonded with the metal multilayer thin-film bonding material without the nanowire. The tensile test results are shown in Fig.

또한 Ag 나노 와이어를 분산시긴 금속다층박막 접합한 시편의 인장강도는 466.12N, 나노 와이어를 분산시키지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 인장강도는 239.7039N으로 Ag 나노 와이어 분산으로 인해 접합부의 인장강도 또한 증가한 것을 알 수 있다. In addition, the tensile strength of the bonded metal multilayer thin film bonded Ag nanowire was 466.12N, and the tensile strength of the specimen bonded with the metal multilayer thin film bonding material without dispersing the nanowire was 239.7039N. The strength is also increased.

<< 실시예Example 12> SiC 나노  12> SiC nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재의Bonding material 인장강도와 연신율 Tensile strength and elongation

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 인장강도와 연성 변화를 확인하기 위해 인장시험용 시편을 제작하였다. 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 SiC 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 그 후 또 다른 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 위에 SiC 나노 와이어가 분산된 접합재가 형성된 부분에 맞추어 올린 뒤 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점이상인 200℃ 의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. 도금액의 조성은 실시예 3과 같다. 제작된 인장강도 시편을 도 19에 나타내었다.Tensile test specimens were fabricated to confirm the change of tensile strength and ductility due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes to the top end of a copper a rear bumper on the nickel layer formed as x 10mm area -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding current density and voltage of -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 and for a range The corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm to plate the entire bonding material so that the thickness of the entire bonding material is alternately laminated to 40 to 50 탆 , And SiC nanowires in the plating solution were embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate. Thereafter, a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto were applied for 10 minutes to another copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm, The bumper layer was formed to have a size of 10 mm x 10 mm. The bumper layer was placed on the portion where the SiC nanowires were dispersed and then bonded at a temperature of 200 ° C or higher, which is higher than the melting point of the present bonding material, in a vacuum of 10 - 5 torr. Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt. The composition of the plating solution is the same as in Example 3. The fabricated tensile strength specimen is shown in Fig.

인장강도의 변화를 확인하기 위해 SiC 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막을 제조하여 인장시험을 실시하였다. 방법은 실시예 10과 같다.To confirm the change of tensile strength, a metal multilayer thin film without SiC nanowire was fabricated and subjected to a tensile test. The method is the same as in Example 10.

도 19와 같이 제작된 시편을 이용하여 인장속도 5mm/min 조건으로 SiC 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편과 SiC 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 인장시험을 진행한 결과 나노 와이어를 분산시킨 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우보다 접합부의 연성이 약 1.5배 증가한 것을 알 수 있다. 인장시험 측정결과는 도 20에 나타내었다.As a result of tensile test of specimens bonded with SiC nanowires dispersed and bonded at a tensile speed of 5 mm / min using SiC nanowires without using SiC nanowires, In the case of specimens bonded with multilayer thin film bonding material, the ductility of the bonded part increased about 1.5 times as compared with the specimen bonded with metal multilayer thin film bonding material without nanowire. The tensile test results are shown in Fig.

또한 SiC 나노 와이어를 분산시긴 금속다층박막 접합한 시편의 인장강도는 367.85N, 나노 와이어를 분산시키지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 인장강도는 239.7039N으로 SiC 나노 와이어 분산으로 인해 접합부의 인장강도 또한 증가한 것을 알 수 있다.The tensile strength of the specimen bonded with the metal multilayer thin film bonded with the SiC nanowire dispersed was 367.85 N. The tensile strength of the specimen bonded with the metallic multilayer thin film bonding agent without dispersing the nanowire was 239.7039 N. Due to the dispersion of the SiC nanowire, The strength is also increased.

<< 실시예Example 13>  13> ZnOZnO 나노  Nano 와이어가Wire 분산된  Distributed 금속다층박막Metal multilayer thin film 접합재의Bonding material 인장강도와 연신율 Tensile strength and elongation

금속다층박막 접합재에 나노 와이어 분산에 의한 인장강도와 연성 변화를 확인하기 위해 인장시험용 시편을 제작하였다. 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤 니켈 범퍼층 위에 -3A/dm2내지 -7A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압과 -0.1A/dm2내지 -0.5A/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 펄스 형태로 40분간 가하여 2층 이상의 주석박막과 구리박막을 각 개별층의 두께를 40nm 내지 50nm로 도금하여, 전체 접합재의 두께를 40㎛ 내지 50㎛ 교대로 적층되도록 도금하는 동시에, 도금액 내의 ZnO 나노 와이어가 도금되는 금속박막들에 매립되어 구리 판에 함께 도금 석출되도록 하여 제조하였다. 그 후 또 다른 30mmX10mm 면적의 구리(Cu) 상판 끝에 -9A/dm2내지 -11/dm2범위의 전류밀도 및 이에 상응하는 전압을 10분간 가하여 25mmX25mm 면적의 구리(Cu) 판 위에 니켈(Ni) 범퍼층을 10mm x 10mm 면적으로 형성한 뒤, 위에 SiC 나노 와이어가 분산된 접합재가 형성된 부분에 맞추어 올린 뒤 10- 5torr진공에서 본 접합재의 융점이상인 200℃ 의 온도로 접합하였다. 물론 200℃ 이상의 온도, 즉 통상의 솔더링 온도인 300℃ 이하에서도 접합 가능하며, 이 Sn-Cu 교대 적층 접합재의 최고 접합온도는 모재가 용융되기 시작하는 모재의 고상선 이하가 될 수 있다. 도금액의 조성은 실시예 4과 같다. 제작된 인장강도 시편을 도 19에 나타내었다.Tensile test specimens were fabricated to confirm the change of tensile strength and ductility due to nanowire dispersion in metal multilayer thin film bonding material. A nickel (Ni) bumper layer was formed on a copper (Cu) plate of 25 mm × 25 mm area by applying a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a corresponding voltage for 10 minutes to the top end of a copper a rear bumper on the nickel layer formed as x 10mm area -3A / dm 2 to -7A / dm 2 of current density range and the corresponding current density and voltage of -0.1A / dm 2 to about -0.5A / dm 2 and for a range The corresponding voltage is applied in pulse form for 40 minutes to deposit two or more layers of tin and copper thin films each having a thickness of 40 nm to 50 nm to plate the entire bonding material so that the thickness of the entire bonding material is alternately laminated to 40 to 50 탆 , ZnO nanowires in the plating solution were embedded in the metal thin films to be plated and deposited on the copper plate. Thereafter, a current density in the range of -9 A / dm 2 to -11 / dm 2 and a voltage corresponding thereto were applied for 10 minutes to another copper (Cu) upper plate having a surface area of 30 mm x 10 mm, The bumper layer was formed to have a size of 10 mm x 10 mm. The bumper layer was placed on the portion where the SiC nanowires were dispersed and then bonded at a temperature of 200 ° C or higher, which is higher than the melting point of the present bonding material, in a vacuum of 10 - 5 torr. Of course, bonding can be performed at a temperature of 200 占 폚 or more, that is, at a normal soldering temperature of 300 占 폚 or less, and the highest bonding temperature of the Sn-Cu alternating laminated bonding material can be below the solidus of the base material from which the base material begins to melt. The composition of the plating solution is the same as in Example 4. The fabricated tensile strength specimen is shown in Fig.

인장강도의 변화를 확인하기 위해 ZnO 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막을 제조하여 인장시험을 실시하였다. 방법은 실시예 10과 같다.To confirm the change of tensile strength, a metal multilayer thin film without ZnO nanowire was fabricated and subjected to tensile test. The method is the same as in Example 10.

도 19와 같이 제작된 시편을 이용하여 인장속도 5mm/min 조건으로 ZnO 나노 와이어를 분산시켜 접합한 시편과 ZnO 나노 와이어를 사용하지 않고 접합한 시편의 인장시험을 진행한 결과 나노 와이어를 분산시킨 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우 나노 와이어를 사용하지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 경우보다 접합부의 연성이 약 1.5배 증가한 것을 알 수 있다. 인장시험 측정결과는 도 20에 나타내었다.As a result of tensile testing of specimens bonded with ZnO nanowires dispersed with a tensile speed of 5 mm / min using ZnO nanowires using the specimen prepared as in FIG. 19, In the case of specimens bonded with multilayer thin film bonding material, the ductility of the bonded part increased about 1.5 times as compared with the specimen bonded with metal multilayer thin film bonding material without nanowire. The tensile test results are shown in Fig.

또한 ZnO 나노 와이어를 분산시긴 금속다층박막 접합한 시편의 인장강도는 387.02N, 나노 와이어를 분산시키지 않은 금속다층박막 접합재로 접합한 시편의 인장강도는 239.7039N으로 ZnO 나노 와이어 분산으로 인해 접합부의 인장강도 또한 증가한 것을 알 수 있다. In addition, the tensile strength of the bonded ZnO nanowires was 387.02 N, and the tensile strength of the bonded specimens was 239.7039N. The tensile strength of the ZnO nanowire dispersed ZnO nanowires was 387.02 N, The strength is also increased.

<< 실시예Example 14>  14> ZnOZnO 나노  Nano 와이어의Of wire 비표면적Specific surface area

금속다층박막에 분산되는 나노 와이어의 비표면적 특성을 측정하였다. ZnO 나노 와이어의 비표면적을 측정하였으며, 나노 와이어의 크기는 diameter 50nm, length ≥ 300nm이다. 비표면적측정기(QuadraSorb Station 3)를 사용하였으며, 질소가스를 사용하여 온도 77.350K에서 ZnO 나노 와이어의 비표면적은 11.718m2/g이다. ZnO 비표면적 측정 결과는 도 21에 나타내었다.The specific surface area of the nanowires dispersed in the metal multilayer thin film was measured. The specific surface area of the ZnO nanowire was measured. The size of the nanowire was a diameter of 50 nm and a length of 300 nm. The specific surface area of the ZnO nanowire was 11.718 m 2 / g at a temperature of 77.350 K using a nitrogen gas. The results of ZnO specific surface area measurement are shown in FIG.

이상으로 도면을 참조하여 본 기재에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 기재는 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 기재의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art And shall include all modifications of the scope which are deemed to be equivalent.

Claims (20)

서로 다른 종류의 금속박막이 적어도 2층 이상 교대로 적층되어 있는 구조이고,
상기 금속박막 내 나노 와이어가 분산된 접합재.
At least two or more metal thin films of different types are alternately stacked,
And the nanowires in the metal thin film are dispersed.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어는 금속 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire is a metal nanowire.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어는 SiC 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire is a SiC nanowire.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어는 비금속 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire is a non-metallic nanowire.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어는 금속 산화물 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire is a metal oxide nanowire.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어는 표면에 금속이 도금된 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire has a surface plated with metal.
제6항에 있어서,
상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 그 표면에 In(인듐), Sn(주석), Sb(안티몬), Bi(비스무트), Zn(아연), Cu(구리), Ag(은), Au(금), Ni(니켈), Pt(백금), Pd(팔라듐), Fe(철), Co(코발트), Ti(티타늄), Cr(크롬), 및 Mn(망간) 금속 중 어느 하나 이상 코팅된 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 6,
The nanowires dispersed in the metal multilayer thin film are formed on the surface of the nanowire by using a metal such as In (indium), Sn (tin), Sb (antimony), Bi (bismuth), Zn (zinc), Cu (copper) Coated with at least one of Ni (nickel), Pt (platinum), Pd (palladium), Fe (iron), Co (cobalt), Ti (titanium), Cr (chromium) The bonding material is a nanowire.
제1항에 있어서,
상기 서로 다른 종류의 금속박막 사이의 계면에 위치하는 나노 와이어의개수는 27.68㎛2 당 1 내지 100개인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the number of nanowires located at the interface between the different kinds of metal thin films is 1 to 100 per 27.68 占 퐉 2 .
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어의 비표면적은 1 내지 3,000m2/g인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowire has a specific surface area of 1 to 3,000 m 2 / g.
제1항에 있어서,
상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Sn(주석), Cu(구리), Ag(은), Ni(니켈), Zn(아연), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Se(셀레늄), Tc(테크네튬), Ru(루테늄), Rh(로듐), Pd(팔라듐), Cd(카드뮴), In(인듐), Sb(안티몬), Te(텔루륨), Os(오스뮴), Ir(이리듐), Pt(백금), Au(금), Tl(탈륨), Pb(납), Bi(비스무트), 및 Po(폴로늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Each of the metal thin films constituting the metal multilayer thin film is composed of Sn (tin), Cu (copper), Ag (silver), Ni (nickel), Zn (zinc), Cr (chromium) (Iron), Co (cobalt), Se (selenium), Tc (technetium), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Cd (cadmium) A group consisting of Te (tellurium), Os (osmium), Ir (iridium), Pt (platinum), Au (gold), Tl (thallium), Pb (lead), Bi (bismuth) &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 1, &lt; / RTI &gt;
제1항에 있어서,
상기 금속다층박막을 이루는 각각의 금속박막은 서로 독립적으로, Ti(티타늄), V(바나듐), Ga(갈륨), Ge(저마늄), Al(알루미늄), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Hf(하프늄), Ta(탄탈륨), W(텅스텐), 및 Re(레늄) 원소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속원소를 포함하는 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Each of the metal thin films constituting the metal multilayer thin film is made of a metal such as Ti, V, Ga, Ge, Al, Zr, Nb ), At least one metal element selected from the group consisting of Mo (molybdenum), Hf (hafnium), Ta (tantalum), W (tungsten), and Re (rhenium).
제1항에 있어서,
상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 B(붕소), Ti(티타늄), Al(알루미늄), V(바나듐), Cr(크롬), Mn(망간), Fe(철), Co(코발트), Ni(니켈), Zr(지르코늄), Nb(나이오븀), Mo(몰리브덴), Y(이트륨), La(란타늄), Sn(주석), Si(실리콘), Ag(은), Bi(비스무트), Cu(구리), Au(금), Mg(마그네슘), Pd(팔라듐), Pt(백금), 및 Zn(아연) 원소와 이들이 포함된 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 및 금속간화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 나노 와이어인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
The nanowires dispersed in the metal multilayer thin film may be at least one selected from the group consisting of B (boron), Ti (titanium), Al (aluminum), V (vanadium), Cr (chromium), Mn (manganese) (Bismuth), Bi (bismuth), Ni (nickel), Zr (zirconium), Nb (niobium), Mo (molybdenum), Y (yttrium) , An oxide, a nitride, a carbide, a boride and an intermetallic compound containing Cu (copper), Au (gold), Mg (magnesium), Pd (palladium), Pt (platinum), and Zn Wherein the nanowire is at least one selected from the group consisting of nanowires.
제1항에 있어서,
상기 금속다층박막 내에 분산된 나노 와이어는 CNT인 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the nanowires dispersed in the metal multilayer thin film are CNTs.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 1㎛ 범위의 두께를 가지는 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal thin film of the metal multilayer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed has a thickness ranging from 1 nm to 1 占 퐉.
제1항에 있어서,
상기 나노 와이어가 분산된 금속다층박막 접합재의 금속박막 한 층은 1nm에서 500nm 범위의 두께를 가지는 것인 접합재.
The method according to claim 1,
Wherein the metal thin film of the metal multilayer thin film bonding material in which the nanowires are dispersed has a thickness ranging from 1 nm to 500 nm.
서로 다른 종류의 금속 원료를 포함하는 도금액을 준비하는 단계;
상기 도금액에 나노 와이어 분산액을 투입하는 단계; 및
상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;
를 포함하는 접합재의 제조 방법.
Preparing a plating solution containing different kinds of metal raw materials;
Introducing a nanowire dispersion into the plating solution; And
Applying alternating electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution and alternately laminating at least two or more different kinds of metal thin films;
Wherein the joining material has a thickness of 10 mm or less.
제16항에 있어서,
상기 나노 와이어 분산액은,
나노 와이어 표면에 금속을 도금하는 단계; 및
상기 금속이 도금된 나노 와이어를 용매에 분산시키는 단계;를 통해 수득되는 것인 접합재의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
The nanowire dispersion is prepared by dispersing,
Plating a metal on the nanowire surface; And
And dispersing the metal-coated nanowires in a solvent.
제17항에 있어서,
상기 나노 와이어 표면에 금속을 도금하는 단계;는,
상기 나노 와이어에 진공스퍼터링 방법, 무전해 도금 방법 또는 CVD(Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 수행하는 것인 접합재의 제조 방법.
18. The method of claim 17,
Plating the surface of the nanowire with a metal;
Wherein the nanowire is carried out using a vacuum sputtering method, an electroless plating method, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
제16항에 있어서,
상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;에서,
상기 나노 와이어는, 상기 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층된 구조 내에, 전체 또는 일부가 매립되는 것인 접합재의 제조 방법.
17. The method of claim 16,
Applying alternating electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution to alternately stack different types of metal thin films on at least two or more layers,
Wherein the nanowires are partially or entirely embedded in a structure in which the different types of metal thin films are alternately stacked in at least two layers.
제16항에 있어서,
상기 도금액을 이용하여 상기 서로 다른 종류의 금속 원료에 상응하는 전기 에너지를 가하여 교대로 가하여 서로 다른 종류의 금속박막을 적어도 2층 이상 교대로 적층시키는 단계;에서,
개별층은 1nm 내지 1㎛ 두께로 형성되는 것인 접합재의 제조 방법.

17. The method of claim 16,
Applying alternating electrical energy corresponding to the different kinds of metal raw materials by using the plating solution to alternately stack different types of metal thin films on at least two or more layers,
And the individual layers are formed to a thickness of 1 nm to 1 占 퐉.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102653124B1 (en) * 2023-03-31 2024-04-01 주식회사 하나스틸 Manufacturing method of wire for thermal spray coating with increased processability

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