서브 마이크론급 구리 입자의 은도금 공정에 따른 내산화성 강화 연구

최은별,이종현,Choi, Eun Byeol,Lee, Jong-Hyun 한국마이크로전자및패키징학회 2016 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.23 No.3

To fabricate a copper (Cu)-based fine conductive filler having antioxidation property, submicron silver (Ag)-coated Cu particles were fabricated and their antioxidation property was evaluated. After synthesizing the Cu particles of $0.705{\mu}m$ in average diameter by a wet-reduction process, Ag-coated Cu particles were fabricated by successive Ag plating using ethylene grycol solvent. Main process parameters in the Ag plating were the concentration of reductant (ascorbic acid), the injection rate of Ag precursor solution, and the stirring rate in mixed solution. Thus, Ag plating characteristics and the formation of separate fine pure Ag phase were observed with different combinations of process parameters. As a result, formation of the separate pure Ag phase and aggregation between Ag-coated Cu particles could be suppressed by optimization of the process parameters. The Ag-coated Cu particles which were fabricated using optimal conditions showed slight aggregation, but excellent antioxidation property. For example, the particles indicated the weight gain not exceeding 0.1% until $225^{\circ}C$ when they were heated in air at the rate of $10^{\circ}C/min$ and no weight gain until 75 min when they were heated in air at $150^{\circ}C$. 내산화 특성을 가지는 구리(Cu) 기반의 미세 도전 필러를 제조하기 위하여 서브마이크론급의 은(Ag) 코팅 Cu 입자를 제조하고, 그 내산화 특성을 평가하였다. 평균 크기 $0.705{\mu}m$의 Cu 입자들을 습식 합성법으로 제작한 후, 에틸렌글리콜 용매를 사용한 연속 공정으로 Ag 도금을 실시하여 Ag 도금 Cu 입자를 제조하였다. Ag 도금 공정에서 제어한 주요 변수는 환원제 아스코빅산의 첨가 농도, Ag 전구체 용액의 주입속도 및 혼합 용액의 교반속도였는데, 이들의 변화에 따른 Ag 도금의 특성과 미세한 순수 은Ag 입자의 생성 변화를 관찰하였다. 그 결과 공정변수들을 최적화시킴으로써 불필요한 순수 Ag 입자들이 생성을 막고, Ag 도금 Cu 입자들간의 응집을 억제할 수 있었다. 최적 제조조건에서 제조된 Ag 도금 Cu 입자들은 다소간의 응집을 나타내었으나, 대기중에서 $10^{\circ}C/min$의 승온속도로 가열 시 약 $225^{\circ}C$에서야 0.1%의 무게 증가를 나타내었고, $150^{\circ}C$의 대기중에서는 75 분까지 무게 증가가 없는 우수한 내산화 특성을 나타내었다.

두꺼운 Ag shell이 형성되는 40 wt.% Ag 코팅 Cu 입자의 제조 및 입자 내 결함 억제

최은별,이종현 한국마이크로전자및패키징학회 2017 마이크로전자 및 패키징학회지 Vol.24 No.4

내산화성 및 Ag 함량을 증가시킨 Cu계 필러 소재를 제조하고자 평균 직경 2 μm의 구형 Cu 입자에 약 40 wt.% 수준으로 Ag를 코팅한 Ag 코팅 Cu 입자를 제조하여 그 내산화 거동을 분석하였다. Ethylenediaminetetraacetic acid 착화제만을 첨가하여 제조된 Ag 코팅 Cu 입자는 Ag 이온들과 Cu 원자들간의 과도한 갈바닉 치환 반응에 의한 Ag shell/ Cu core 계면의 분리 및 입자 내부가 비어있는 결함 입자들이 종종 생성되어 Ag 코팅 Cu 입자의 형상이 무너지는 문제점들이 관찰되었다. 그 결과 40 wt.%의 Ag 코팅 후 결함 입자들의 총 분율은 19.88%까지 증가하였다. 그러나hydroquinone 환원제를 추가적으로 첨가하여 40 wt.% Ag를 코팅시킨 Cu 입자들의 경우 결함 생성률이 9.01%까지 감소하였고, 표면이 매끄럽고 상대적으로 치밀한 Ag shell이 형성되면서 160oC의 대기 중에서 2시간동안 노출 시에도 산화에 의한 무게 증가가 관찰되지 않아 향상된 내산화 특성을 나타내었다. To prepare the Cu-based filler material indicating enhanced oxidation resistance property and Ag content, Ag-coated Cu particles was fabricated by Ag plating of 40 wt % on the spherical Cu particles with an average size of 2 μm and their oxidation behavior was also evaluated. In the case that ethylenediaminetetraacetic acid was used alone, the fabricated particles frequently showed broken structures such as delamination at Ag shell/core Cu interface and hollow structure that are induced by excessive galvanic displacement reaction. As a result, fraction of defect particles increased up to 19.88% after the Ag plating of 40 wt.%. However, the fraction in the 40 wt.% Ag-coated Cu particles decreased to 9.01% and relatively smooth surface and dense microstructure in the Ag shell were also observed with additional usage of hydroquinone as a complexing agent. Ag-coated Cu particles having the enhanced microstructure did not show any weight increase by oxidation for exposure to air at 160oC for 2 h, indicating increased oxidation resistance property.

초등학생을 대상으로 한 학교기반 국내 성교육 프로그램 연구 동향 : 2000년~2021년 국내 학술지를 중심으로

최은별,임지나,신주연 한국열린교육학회 2022 열린교육연구 Vol.30 No.3

The aims of this study were to examine research trends of sex education programs for elementary school students and to conduct a systematic analysis of the characteristics of these programs. The current study also intended to suggest future directions in developing and improving elementary sex education programs. To achieve these goals, we selected 29 Korean academic journals addressing elementary sex education programs. The articles were analyzed through general characteristics analysis, program content analysis, and quality indicator analysis. Starting with 5 studies on sex education programs published in 2000, studies on this topic have been continuously conducted with 1~4 articles published each year, mostly focusing on upper-grade elementary school students. In terms of a research design, the majority of the studies administered a pretest-posttest control group design method, and there was no single unified measurement tool. Most of the programs were implemented by program researchers, class teachers, or school nurses. Regarding the dependent variables, most of the studies measured the two following variables: sexual knowledge (22 papers) and sexual attitude (21 papers). The contents of sex education programs could be widely classified into physical development and sex, psychological development and sexual values, social development and sexual culture, and marriage and family life. The qualitative indicators analysis showed that most of the studies satisfied six or more qualitative indicators. Based on the current findings, the directions for further research were also discussed. 본 연구에서는 초등학생을 대상으로한 성교육 관련 프로그램 국내 연구 동향을 살펴보고, 초등학교 성교육 프로그램의 특성을 체계적으로 분석하는 것을 목적으로 하며, 이를 통해 향후 초등학생들을 위한 성교육 프로그램의 개발과 발전 방향을 제시하는 것이다. 이를 위해 초등학생을 대상으로 성교육 프로그램을 시행한 국내 학술지 논문 29편을 추출하여 개괄적 특성분석, 프로그램 내용분석, 질적지표 분석을 시행하였다. 초등학생 성교육 프로그램 연구는 2000년 5편으로 시작하여 현재까지 매년 1~4편으로 꾸준히 연구되고 있으며, 대부분 초등 고학년을 대상으로 실시한 것으로 나타났다. 연구 설계방식은 통제집단 사전-사후설계가 다수를 이루고 있었고, 이를 측정할 통일된 측정 도구는 없었다. 연구 중재자는 대부분 연구자와 담임교사 또는 보건교사로 나타났으며 종속변인은 성지식 22편, 성태도 21편으로 두 변인을 측정한 논문이 대부분이었다. 프로그램 교육내용은 크게 신체적 발달과 성, 심리적 발달과 성가치관, 사회적 발달과 성문화, 결혼과 가정에 대한 교육으로 나눌 수 있었으며 질적지표의 충족 여부를 살펴본 결과 대부분 6개 이상의 질적지표를 충족하는 양상을 보였다. 이상의 연구 결과를 반영하여 초등학생 대상 성교육 프로그램 연구에 대한 논의 및 후속 연구를 위한 제언을 제시하였다.

정당 선거홍보규정집의 디자인 전략에 대한 연구

최은별(Choe, Eun-Byeol),오창섭(Oh, Chang-Sup) 한국디자인학회 2016 한국디자인학회 학술발표대회 논문집 Vol.2016 No.10

Sounding Reference Signal 기반 5G 채널 추정에 대한 오차 계산 기법 연구

최은별(Eunbyeol Choi),이예란(Yelan Lee),김주엽(Juyeop Kim) 한국통신학회 2024 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2024 No.1

정당의 이미지와 메시지 전략에 관한 연구

최은별(Eunbyeol Choe),오창섭(Changsup Oh) 한국디자인학회 2018 디자인학연구 Vol.31 No.1

디자인 담론에서 공공성에 대한 이해의 혼재

최은별(Eunbyeol Choe),오창섭(Chang Sup Oh) 한국디자인학회 2019 한국디자인학회 학술발표대회 논문집 Vol.2019 No.5

‘국민 공통 식생활 지침’ 기반 미취학아동 및 초등학생 대상 영양교육 효과 분석

이지은,최은별,황지윤 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회 학술대회발표집 Vol.2016 No.10

Cu@Ag 입자 기반 바이모달 페이스트의 대기 중 열압착 소결접합 특성

이윤주,최은별,이종현 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11

출력 파워, 파워 변환효율 및 breakdown 전압에서의 향상과 고주파 스위칭 특성 등으로 모듈의 소형화가 가능한 wide band gap(WBG) 반도체 기반 파워 소자는 200 ℃를 초과하는 온도에서 구동하게끔 설계되므로 냉각시스템의 제거를 통해 더욱 컴팩트한 파워 모듈의 제조가 가능한 바 전 세계적으로 차세대 전기차용 파워 소자로 고려되고 있다. 그러나 고려되는 고온 구동온도는 기존 솔더 소재의 재용융이나 기계적 특성의 급락을 야기시키므로 Ag나 Cu와 같은 고융점 및 고열전도도 금속분말의 소결 특성을 이용하는 소결 접합기술을 요구하게 되었다. 이 중 Ag 분말의 경우 대기 중에서도 우수한 소결접합 특성을 나타낼 수 있으나, 고가의 원료 가격으로 소재의 대중화 연구는 Cu를 기반으로 진행되고 있는 상황이다. 반면 Cu 분말의 경우 온도에 비례하여 대기 중 산화가 가속되므로 Cu 입자의 산화를 억제하기 위한 특단의 대책이 반드시 필요한 상황이다. 이에 본 연구에서는 Cu 입자의 표면을 Ag로 코팅한 Ag 코팅 Cu 분말을 제조하여 이를 필러(filler) 소재로 사용한 소결접합 페이스트를 개발하였다. 입자간 컨택(contact) 면적 향상에 의한 보다 빠른 소결접합 속도의 확보를 위해 페이스트 내 Ag 코팅 Cu 분말은 바이모달(bimodal) 크기로 첨가되었다. 즉, 평균 직경 1.5 ㎛의 Ag 코팅 Cu 분말과 서브마이크론급 Ag 코팅 Cu 분말을 무게비 6:4 비율로 혼합하여 필러로 사용하였으며, 서브마이크론급 Ag 코팅 Cu 분말로는 각각 800, 400, 200 nm 크기의 3종의 분말을 사용하였다. 그 결과 1.5 ㎛/200 nm Ag 코팅 Cu 분말이 사용된 페이스트는 대기 중에서도 단 3분만의 소결접합으로 치밀한 미세구조의 접합부와 20 MPa을 상회하는 접합부 전단강도값을 나타내었다. 또한 그 강도값은 10분 접합 시 45 MPa을 상회하는 수준으로 증가하였다. 당 페이스트는 함유된 환원제의 역할로 산화의 위험성이 있는 Cu finish를 가지는 칩과 기판 사이에서도 유사한 대기 중 소결접합 특성을 제공하였다. 형성된 접합부는 최소화된 보이드(void) 및 Cu 산화물의 효과로 우수한 열전도도 특성을 나타낼 것으로 예상되는 바 파워 소자 외에도 자체 발열이 심한 소자들의 접합 소재로도 향후 그 적용이 기대된다.

고속 가압 소결접합을 위한 저가격 Cu계 소재 및 공정 기술

이종현,최은별,남궁도엽,김명인 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5

포스트 코로나 시대에는 전기자동차 시장의 급성장과 함께 파워 모듈 사용량도 크게 증가할 것으로 예상된다. 이에 파워 모듈용 소자들도 현재의 Si 소재로부터 SiC 및 GaN의 와이드 밴드갭 소재로 전환되어 전력 변화 효율, 스위칭 주파수 및 파워 밀도의 향상을 꾀할 것으로 예상됨에 따라 소자의 다이 본딩(die bonding) 공정 역시 현재의 솔더링(soldering) 대신 소결접합법으로 전환되어 고온에서 동작하는 소자의 접합부에서 우수한 내열 신뢰성을 확보해야 하는 상황이다. 현재까지 개발된 가장 대표적인 소결접합 기술은 은(Ag) 입자를 함유하는 페이스트(paste) 및 필름 소재를 가압 또는 무가압 접합하는 방법이나, 비싼 원소재 가격으로 인하여 기술의 저변 확대가 더딘 상황이다. 또한 수 분에 이르는 비교적 긴 소결접합 시간 역시 접합 공정의 양산 적용을 방해하고 있다. 이에 최근 들어서는 Ag와 유사한 열전도도를 나타내나 월등히 저렴한 구리(Cu)계 소재를 사용한 소결접합 소재 및 공정 연구가 집중적으로 수행되고 있다. 그러나 Ag와 달리 Cu는 대기 중 산화가 활발히 진행되므로 현재까지의 Cu 소결접합 연구는 환원 또는 불활성 분위기 하에서 환원제 성분이 첨가된 페이스트를 적용하는 방식으로 수행되고 있으며, 최적 접합온도의 설정 및 형성 접합부의 신뢰성 평가에 주목되고 있다. 그러나 이 경우 역시 기술의 우선적인 양산 적용을 위해서는 대기 중에서의 접합시간 단축 기술의 개발이 우선적으로 정립되어야 하는 상황이다. 따라서 본 연구실에서는 Cu계 소재를 사용한 실제 양산 적용 기술에 주목하여 300oC 부근으로 접합온도를 설정하고, 소결접합 시간의 단축을 목표로 한 대기 중 가압 소결접합 연구를 실시하였다. 우선 순수 Cu보다 내산화 특성을 가지는 Ag 코팅 Cu 입자를 사용한 연구의 경우, bimodal 입도로 페이스트를 제조하였을 경우 3분만에 20 MPa을 상회하는 소결접합부를 형성할 수 있었다. 또한 당 입자를 레진(resin)이 없는 프리폼(preform) 소재로 제조하여 10 MPa의 쎈 가압 조건에서 소결접합할 경우에는 불과 30초만에 20 MPa을 상회하는 고속 소결접합 공정을 완수할 수 있었다. 한편 순수 Cu 입자의 경우 자체 합성한 평균 입경 200 nm 크기의 다면체 입자 사용 시 자체 개발된 최적 환원제 성분 투입한 경우 2 MPa의 낮은 가압력 하에서도 20초만에 20 MPa을 상회하는 접합부를 형성할 수 있었고, 마이크론급 입자와 혼합된 bimodal 입도의 적용 시에는 1분만에 동일 접합강도 수준의 접합부를 얻을 수 있었다. 마지막으로 자체 합성한 변형 덴드라이트형 Cu 입자 사용 시에는 5 MPa의 가압력 하에서 10초만에 20 MPa을 상회하는 접합부를 형성할 수 있었다. 논의된 초고속 소결접합 공정에서는 첨가된 환원제가 Cu의 산화를 억제시키면서 기 존재하는 표면 산화막을 제거하는 한편, Cu 입자들의 표면 산화보다 빠른 속도로 소결접합이 이루어져 대기 중에서 소결접합을 실시했음에도 불구하고 형성된 접합부에서 산화물들은 거의 검출되지 않았다. 따라서 개발된 Cu계 소재의 대기 중 초고속 소결접합 기술들은 컨베이어 상에서의 준연속 접합공정에 적용 가능할 것으로 기대되는바 향후 파워 모듈의 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.