• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.28 no.8 s.227
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• pp.1087-1092
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• 2004

Adhesion and friction forces influence adversely on performance and durability of MEMS. It has been reported that the adhesion and friction forces can be reduced with the introduction of micro surface bumps into the contacting interfaces. In this study experiments were conducted to investigate comparatively the effect of hemispherical and torus micro bumps on the adhesion and friction forces. It is confirmed that micro bumps reduce the adhesion and friction forces, and their effect is more pronounced with the bumps of smaller outer boundary radius. Moreover, the results shows that the torus bumps exhibit more rapid decrease of the adhesion and friction forces with the decrease in the outer boundary radius of bump than the hemispherical bumps. When the magnitude of adhesion force is same, the torus bumps generate smaller friction force than the hemispherical bumps. The usage of hemispherical and torus bumps to reduce the adhesion and friction forces in MEMS is discussed.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.311-352
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• 1996

Peltier 효과를 이용한 열전소자는 열응담 감도가 좋고 선택적 냉각이 가능하며 무소음, 무진동 및 소형화의 장점으로 각종 전자부품의 국부냉각소자로 응용되고 있다. 또한 최근 냉매의 사용없이 냉각이 가능한 열전재료를 이용한 자동차나 가정용 에어컨 및 냉장고 등의 각종 냉방시스템의 개발도 크게 주목을 받고 있다. 기존의 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나, 기계적 취약성에 기인하여 소자가공시 수율 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 단결정에 비해 기계적 강도가 우수한 다결정 열전재료의 제조공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 일환으로 기계적 합금화법을 이용한 열전재료의 제조공정이 연구되고 있다. 원료금속이 고 에너지 볼-밀 내에서의 연쇄적인 파괴와 압접에 의해 합금분말로 변화되는 기계적 합금화 공정은 상온공정으로 이를 사용하여 다결정 열전재료를 제조시 기존의 다결정 열전재료의 제조공정인 "용해 및 분쇄법'과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전자냉각소자용 열전재료로서 상온부근에서 성능지수가 가장 우수한 p형 (Bi,Sb)2Te3 및 n형 Bi2(Te,Se)3 합금분말을 기계적 합금화 공정으로 제조하여 분말 특성을 분석하였으며, 가압소결 후 열전특성의 변화거동을 연구하였다. 순도 99.99% 이상인 Bi, Sb, Te, Se granule을 (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 조성에 맞게 칭량하여 불과 분말의 무게비 5:1로 강구와 함께 공구강 vial에 장입 후, Spex mixer/mill을 이용하여 기계적 합금화 하였다. 기계적 합금화 공정으로 제조한 분말에 대한 X-선 회절분석과 시차 열분석으로 합금화 정도를 분석하였다. (Bi1-xSbx)2Te3 및 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말을 10-5 torr의 진공중에서 300℃∼550℃의 온도로 30분간 가압소결하였다. 가압소결체의 파단면에서의 미세구조를 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 상온에서 가압소결체의 열전특성을 측정하였다. (Bi1-xSbx)2Te3의 기계적 합금화에 요구되는 공정시간은 Sb2Te3 함량에 따라 증가하여 x=0.5 조성에서는 4 시간 45분, x=0.75 조성에서는 5 시간, x=1 조성에서는 6 시간 45분의 vibro 밀링이 요구되었다. n형 Bi2(Te1-ySey)3 합금분말의 제조에 요구되는 밀링시간 역시 Bi2Se3 함량 증가에 따라 증가하였으며 Bi2(Te0.95Se0.05)3 합금분말의 제조에는 2시간, Bi2(Te0.9Se0.1)3 및 Bi2(Te0.85Se0.15)3 합금분말의 형성에는 3시간의 bivro 밀링이 요구되었다. 기계적 합금화로 제조한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 및 n형 Bi2(Te0.9Se0.1)3 가압 소결체는 각기 2.9x10-3/K 및 2.1x10-3/K 의 우수한 성능지수를 나타내었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.19 no.3
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• pp.49-56
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• 2012

Recently, by the trends of electronic package to be smaller, thinner and more integrative, fine bump is required. but It can result in the electrical short by reduced cross-section of UBM and diameter of bump. Especially, the formation of IMCs and KV can have a significant affects about electrical and mechanical properties. In this paper, we analyzed the thermal deformation of flip-chip bump by using FEM. Through Thermal Cycling Test (TCT) of flip-chip package, We analyzed the properties of the thermal deformation. and We confirmed that the thermal deformation of the bump can have a significant impact on the driving system. So we selected IMCs thickness and bump diameter as variable which is expected to have implications for characteristics of thermal deformation. and we performed analysis of temperature, thermal stress and thermal deformation. Then we investigated the cause of the IMC's effects.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.31 no.2
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• pp.63-68
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• 2024

With the increasing use of transparent displays and flexible devices, polymer substrates offering excellent flexibility and strength are in demand. Since polymers are sensitive to heat, precise temperature control during the process is necessary. The study proposes a temperature measurement system for the laser processing area within the polymer base, aiming to address the drawbacks of using these polymer bases in laser-based selective processing technology. It presents the possibility of optimizing the process conditions of the polymer substrate through local temperature change measurements in the laser processing area. We developed and implemented the PDPT (Photodiode-based Planck Thermometry) to measure temperature in the laser-processing area. PDPT is a non-destructive, contact-free system capable of real-time measurement of local temperature increases. We monitored the temperature fluctuations during the laser processing of the polymer substrate. The study shows that the proposed laser-based temperature measurement technology can measure real-time temperature during laser processing, facilitating optimal production conditions. Furthermore, we anticipate the application of this technology in various laser-based processes, including essential micro-laser processing and 3D printing.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.4
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.19 no.4
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• pp.434-439
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• 2010

A compliant mechanism is a mechanism that produces its motion by the flexibility of some or all of its members when input force or thermal load is applied. Whereas the topology optimizations based on homogenization and SIMP parameterization have been successfully applied for compliant mechanism design, ESO approach has been hardly considered yet for the optimization of these types of systems. In this paper, traditional ESO method is adopted to achieve the optimum design of a compliant mechanism for thermal load, since AESO method cannot consider the effect of both heat conduction and convection. Sensitivity number, a criterion for element removal in traditional ESO, was newly defined for input thermal loading. The procedure has been tested in numerical applications and compared with the results obtained by other methods to validate these approaches.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2005.11a
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• pp.88-91
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• 2005

Although the MEMS element is made through a very precise manufacturing process, usually there is the difference between the modeling design and the actual product. So tuning is required. Through the frequency tuning(changing the characteristics of device), we can calibrate the fabrication error and uncertainty. I'll propose the method of changing the natural frequency through the imposing the axial force on the anchor part to separate the sensing part and the tuning part. When the shape of section is the form of rectangular, the degree of the natural frequencies' change under axial force appears D be different. Applying a tuning force of 30 $\mu$N, the natural frequencies' difference can be reduced by 5 percent.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.31 no.8
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• pp.683-688
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• 2014

This paper presents a high-performance flexible tactile sensor based on inorganic silicon flexible electronics. We created 100 nm-thick semiconducting silicon ribbons equally distributed with 1 mm spacing and $8{\times}8$ arrays to sense the pressure distribution with high-sensitivity and repeatability. The organic silicon rubber substrate was used as a spring material to achieve both of mechanical flexibility and robustness. A thin copper layer was deposited and patterned on top of the pressure sensing layer to create a flexible temperature sensing layer. The fabricated tactile sensor was tested through a series of experiments. The results showed that the tactile sensor is capable of measuring pressure and temperature simultaneously and independently with high precision.

• Membrane Journal
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• v.33 no.2
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• pp.53-60
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• 2023

Mechanical energy can be harvested by triboelectric nanogenerators (TENG) from biological and environmental systems. In wearable electronics, TENG has a lot of significance as biomechanical energy can be harvested from the motion of humans, which is applied in vibrational sensors. Wearable TENG is prone to moisture and polytetrafluoroethylene (PTFE) is an excellent hydrophobic material used in these applications. The presence of highly electronegative fluorine atoms leads to very low surface energy. At the same time, the performance of the device increases due to the efficient capture of the electrons on the microporous membrane surface. This similar behavior occurs with polyvinylidene fluoride (PVDF) due to the presence of fluoride atoms, which is relatively less as compared to PTFE.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.05b
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• pp.102-105
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• 2005

가스센서는 응용 분야와 기능 및 종류가 다양하고 최첨단 분야로서 학문적으로는 물리, 화학, 전기, 전자 및 기계 등의 배경을 필요로 하며 산업적으로는 공업 전 분야와 농림, 축산, 사무기기에서 뿐만 아니라 공해 방진용(자동차 연소제어 및 배출가스 제어, 대기오염 감시등), 민생용(조리, 환기, 공조 등), 교통 보안용(음주운전측정 및 음주운전 방지장치 등), 방재용(가스 누설 탐지기, 불완전 연소 방지, 산소 결핍, 화재 등), 의료용(호기, 마취가스의 분석 등) 매우 광범위하며 점점 더 확대되어 가고 있다. 본 연구에서는 검출 가스 종류에 따라 졸-겔법으로 감응막을 최적 설계하고, 최적으로 설계된 감응막을 디핑법으로 코팅처리한 후 최적으로 열처리하여 센서를 제작하였다. 또한, 자체 제작한 가스검출 시스템에 제작된 센서를 장착하여 센서의 가스 검출 특성을 측정하고, 측정 데이터를 이용하여 휴대용 가스 검출 시스템을 설계 제작하였다.