• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.49-54
• /
• 2022

반도체 Si 웨이퍼 Cu 배선을 제작하는데 사용하는 submicron 크기의 다마신 패턴의 구리 도금공정을 동일한 조건의 유기첨가제 및 전류밀도 조건을 사용하여 PCB 금속배선에 사용되는 수십 micron 크기의 패턴 도금에 적용하였다. PCB 패턴의 종횡비가 작아 쉽게 채워질 것으로 기대했던 것과는 달리, 이 경우 패턴 내부에 위치별 도금 두께 불균일도가 심화되는 것이 관찰되었다. 이러한 원인을 정량적으로 분석하기 위해 유동 및 전기장을 고려한 전기화학적 해석을 진행하였으며, 이를 통해 패턴 바닥부 코너에서 측벽과 바닥부의 도금에 의한 용액내 Cu²⁺ 이온의 고갈이 상대적으로 패턴 상부보다 빠르게 일어나는 것이 확인되었다. 이는 Cu²⁺ 이온의 확산계수가 2.65×10^-10 m²/s 로 초당 16.3 ㎛정도의 평균 이동거리를 가짐으로, 이 값이 다마신 패턴에서는 충분히 커서 원활하게 패턴 내부까지 이온 공급이 이루어지나, 수십 micron 크기를 갖는 PCB 크기에서는 소진된 구리이온을 보충해 주기 위해 충분한 시간이 필요하기 때문인 것으로 확인되었다. 구리 이온을 충분히 공급해 주기 위해 전류밀도를 낮춰 Cu²⁺ 이온이 확산할 수 있는 충분한 시간을 할애해 줌으로써 두께 균일도가 향상되는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제60권2호
• /
• pp.300-307
• /
• 2022

매우 짧은 펄스 폭의 X선 자유전자 레이저(XFEL)를 이용한 시간 분해능 연속 펨토초 결정학(time-resolved serial femtosecond crystallography, TR-SFX)기법에서 반응 물질과 생체분자 결정 샘플간의 혼합률(mixing rate)과 결정 샘플과 X선 레이저 간의 충돌률(hit rate)은 생체분자의 시분해 구조 변화에 대한 정확한 이미지 획득 및 효율적인 샘플소비와 같은 TR-SFX의 분석 성능을 결정짓는 핵심인자이다. 본 연구에서는 극초단 내 일어나는 생체분자의 시분해 구조 변화 해석을 위해 초고속 믹싱 기능을 가짐과 동시에 공압 기반의 주문형 액적 젯팅이 가능한 두 가지 다른 방식의 샘플 전달시스템을 고안하였다. 한 방식은 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 고속 충돌에 유발된 관성 믹싱을 기반으로 하고 있으며, 다른 방식은 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅을 기반으로 하고 있다. 먼저, 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 충돌에 대한 동적 거동 및 액적 내부 관성 유동에 대한 믹싱에 대한 실험 및 수치해석적 연구를 수행하였다. 다음으로 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅 시스템의 성능을 유사한 방법을 통해 평가하였다. 본 연구에서 개발한 샘플 전달시스템은 질환을 유발하는 특정 단백질들의 기작을 규명하거나, 항체 의약품과 신약 후보 물질 탐색하는 데 있어 필수적인 3차원 생체 분자 구조분석 연구에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.59-64
• /
• 2022

연성인쇄회로기판에 사용되는 스크린 프린팅(screen-printing, SP) Ag/폴리이미드(polyimide, PI) 구조의 필 테스트 시 필링 속도 및 박막 적층 구조가 필 강도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PI/SP-Ag, PI/SP-Ag/전해도금 Cu, 전해도금 Cu/SP-Ag/PI의 3가지 적층 구조에 대해 필링 속도에 따른 90° 필 테스트를 수행하였다. PI 박막을 필링하는 2가지 구조에서는 필링 속도에 상관없이 필 강도가 거의 일정하게 유지된 반면, Cu/Ag 금속 박막 필링 구조에서는 필링 속도가 증가할수록 필 강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 이는 필링 속도에 따른 90° 굽힘 소재의 소성변형에너지 차이에 기인한 것으로 판단된다. 인장속도에 따른 인장 시험 결과, 변형 속도 증가에 따른 Cu/Ag 금속 박막의 유동응력 및 인성 증가가 Cu/Ag/PI 구조에서의 필링 속도에 따른 금속 박막의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 증가의 주 원인으로 판단된다. 반면, 점탄성 소재인 PI의 경우 변형 속도에 따른 기계적물성 차이가 금속에 비해 상대적으로 작아서, PI/Ag 및 PI/Ag/Cu 구조에서는 필링 속도에 따른 PI의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 변화가 상대적으로 적은 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.95-104
• /
• 2022

Micro hydropower is a readily available renewable energy source that can be harvested utilizing hydrokinetic turbines from shallow water canals, irrigation and industrial channel flows, and run-off river stream flows. These sources generally have low head (<1 m) and low velocity which makes it difficult to harvest energy using conventional turbines. A horizontal-axis screw turbine was designed and numerically tested to extract power from such low-head water sources. The 3-bladed screw-type turbine is placed horizontally perpendicular to the incoming flow, partially submerged in a narrow water channel at no-head condition. The turbine hydraulic performances were studied using Computational Fluid Dynamics models. Turbine design parameters such as the shroud diameter, the hub-to-shroud ratios, and the submerged depths were obtained through a steady-state parametric study. The resulting turbine configuration was then tested by solving the unsteady multiphase free-surface equations mimicking an actual open channel flow scenario. The turbine performance in the shallow channel were studied for various Tip Speed Ratios (TSR). The highest power coefficient was obtained at a TSR of 0.3. The turbine was then scaled-up to test its performance on a real site condition at a head of 0.3 m. The highest power coefficient obtained was 0.18. Several losses were observed in the 3-bladed turbine design and to minimize losses, the number of blades were increased to five. The power coefficient improved by 236% for a 5-bladed screw turbine. The fluid losses were minimized by increasing the blade surface area submerged in water. The turbine performance was increased by 74.4% after dipping the turbine to a bottom wall clearance of 30 cm from 60 cm. The final output of the novel horizontal-axis screw turbine showed a 2.83 kW power output at a power coefficient of 0.63. The turbine is expected to produce 18,744 kWh/year of electricity. The design feasibility test of the turbine showed promising results to harvest energy from small hydropower sources.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.33-42
• /
• 2023

전기자동차 산업은 전 세계적 환경규제 정책과 더불어 각 국 정부의 지원이 맞물려 성장이 가속화 되고 있다. 따라서 전기자동차용 배터리에 대한 수요는 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 전기자동차 배터리 시스템은 다수의 배터리 셀 및 모듈을 전기적으로 연결시켜 하나의 배터리 팩으로 적용된다. 이러한 배터리 셀 및 모듈을 접합하는 기술은 성능, 용량 및 안정성에 직접적인 영향을 주기 때문에 매우 중요하다. 따라서 기계적, 전기적 특성 등 여러 기준들을 고려하여 견고하게 조립되어야 한다. 각각의 접합 기술은 서로 다른 장점과 한계를 가지고 있으며, 배터리 셀에 적용할 때에는 몇 가지 기준이 고려되어야 한다. 본 논문에서는 다양한 배터리 셀 형태에 따른 접합기술의 적용 현황을 조사하고, 저항 용접 및 레이저, 초음파 등 대표적 접합기술에 대한 특징과 장단점을 제공하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.64-72
• /
• 2023

본 연구에서는 Cu 기판 위에 그래핀(graphene)을 전사하고 Cu 기판 위에 Sn-3.0Ag-0.5Cu 무연(Pb-free) 솔더페이스트를 도포한 후에, 리플로우 솔더링 공정 및 다양한 온도(125, 150, 175 ℃)에서 등온 시효 1000 h 동안 Cu 기판과 솔더 계면에서 발생하는 금속간화합물(intermetallic compound, IMC)의 형성과 성장 거동에 전사된 graphene의 미치는 영향에 대하여 보고하였다. Graphene이 계면에 존재하는 경우 graphene이 존재하지 않은 경우와 비교할 때, 솔더링 공정 및 시효 동안 형성되어 성장하는 Cu₆Sn₅과 Cu₃Sn IMC의 두께가 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 계면에 존재하는 전사된 graphene 층(layer)은 시효 온도와 시간에 따라 IMC들의 성장 거동과 관계된 Cu₆Sn₅과 Cu₃Sn IMC의 성장 속도 상수와 성장 속도 상수 제곱 값들도 크게 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 정보처리학회논문지D
• /
• 제12D권6호
• /
• pp.921-930
• /
• 2005

본 논문에서는 개발된 범용 분자 시뮬레이션 시스템에 대해 기술하고자 한다. 본 연구에서 개발된 분자 시뮬레이션 시스템의 가장 큰 장점은 다른 무엇보다도 Langevin dynamics simulation이나 dissipative particle dynamics simulation 기법을 도입하여 all-atom 모델뿐만 아니라coarse-grain 모델까지도 다룰 수 있도록 설계하였고 따라서 미시영역은 물론 중간영역에서 일어나는 현상까지도 시뮬레이션 할 수 있도록 설계하였다는 점이다. 이를 통해 하나의 통합된 분자 시뮬레이션 시스템으로 생체막 내에서 마취제의 분포, 단백질 접힘 현상, 마이크로 채널 내에서 생체고분자의 구조와 유동 특성 등과 같이 미시영역에서부터 중간영역에 이르는 다양한 현상을 연구할 수 있게 되었다 개발된 시스템을 이용하면 molecular dynamics simulation에 기반한 분자 시뮬레이션 시스템으로는 불가능한 여러 중요한 바이오/나노 시스템을 시뮬레이션 할 수 있을 것으로 기대한다 마지막으로 벤치마크 결과를 통해 개발된 분자 시뮬레이션 시스템의 성능을 측정하였고 성능 최적화를 위한 병목지점을 조사하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권9호
• /
• pp.1064-1069
• /
• 2014

에멀젼연료(Emulsified fuel)와 EGR(Exhaust Gas Recirculation)는 디젤엔진으로부터 발생하는 NOx를 저감시키는 효과적인 방법들이다. 일반적으로, EGR 방법은 열적, 화학적 그리고 희석효과의 세 가지 다른 경로에 의하여 디젤 엔진의 연소에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그중 특히 열적효과는 흡기 중의 이산화탄소와 수분에 의한 열용량의 증가와 관련되어 있다. 한편, 물의 증발열과 마이크로 폭발(Micro-explosion)을 이용하는 에멀젼연료는 디젤엔진의 배기 배출물을 저감시키는 효과적인 방법으로 인식되어 왔다. 본 연구에서 저자는 함수율 20%의 에멀젼연료와 EGR율 30%의 사용에 의한 연소와 배기 배출물 특성에 대하여 연구하였다. 그리고 연료 분사 패턴 제어의 효과에 대하여 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제35권4호
• /
• pp.385-390
• /
• 2011

본 연구에서는 미세채널과 나노채널의 교차부에 불균형 동전기성을 이용한 미세혼합기를 개발하였다. 채널 내 용액의 혼합은 인가된 전압에 의한 전기삼투유동과 미세채널과 나노채널 교차 부에서의 불균형 동전기성에 의한 와류현상에 의해 이루어진다. 미세채널은 PDMS 을 이용하여 소프트리소그래피 공정으로 제작하였고, 나노채널은 미세채널의 특정위치에 전기적 충격에 의한 PDMS 의 파괴로 매우 간단하게 제작하였다. 혼합성능을 평가하기 위하여 형광물질인 Rhodamine B 용액을 이용하여 혼합 전과 후의 형광 분포를 분석하였으며, 약 90%의 혼합을 얻을 수 있었다. 본 연구의 미세혼합기는 복잡한 공정을 요구하지 않고 매우 간단하게 제작되었으며, 생화학시료 분석을 위한 미세시스템에 활용될 수 있다.

• 멤브레인
• /
• 제28권5호
• /
• pp.297-306
• /
• 2018

본 총설은 분리막기술이 적용된 수소생산에 대한 개론으로, 특히, 암모니아를 수소운반체로 이용하는 수소생산에 대한 연구결과를 중점적으로 서술하였다. 암모니아를 수소운반체로 적용한 수소생산은 추가적인 탄소생성이 없다는 점 외에 여러 측면에 있어 이점이 있다. 많은 연구들이 고순도 수소 분리 및 생산을 위한 분리막 개발을 위해 진행되고 있으며, 이들 중 팔라듐을 기본으로 한 분리막(예를 들어, 다공성 세라믹 또는 다공성 금속 지지체와 팔라듐 합금의 얇은 선택층으로 이루어진 분리막)에 대한 연구가 활발하다. 반면에, 효율적인 암모니아 분해를 위해서는 주로 루테늄 촉매가 적용되고 있으며, 루테늄과 지지체 및 촉진제로 이루어진 루테늄에 기반을 둔 촉매에 대한 연구발표가 다수 존재한다. 수소생산을 위한 분리막 반응기 형태로는 충전층, 유동층, 그리고 마이크로반응기 등이 있으며, 이들의 최적화 및 원활한 물질전달 연구는 현재진행형이다. 또한, 높은 암모니아 분해율, 고순도 수소생산 및 높은 수소생산율을 얻기 위해 분리막과 촉매의 다양한 조합에 대한 연구 및 분리막과 촉매의 역할을 동시에 구현할 수 있는 분리막에 대한 연구가 발표되고 있다.