• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.455-455
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• 2010

차세대 디스플레이로 널리 알려져 있는 플렉서블 디스플레이는 휴대하기 쉽고, 깨지지 않으며, 변형이 자유로워 현재 우리 사회에 크게 주목받고 있다. 플렉서블 디스플레이의 구현을 위해서는 기존의 유리 기반 디스플레이 소자 기술에 더하여 플렉서블 기판소재에 적용 가능한 투명전도막 기술의 확립이 필요하다. 디스플레이 산업에서 주로 사용되는 투명전도막은 ITO (indium tin oxide) 및 IZO (indium zinc oxide)와 같은 투명전도성 산화물 박막 (TCO, transparent conducting oxide)이다. 그런데 플라스틱 기판이 굽힘 환경에 놓이게 되면 그 위에 증착된 산화물 박막이 쉽게 파손될 수 있다. 따라서 플렉서블 디스플레이 기술에 있어서 변형에 따른 TCO 박막의 파괴 거동에 대한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 PET (polyethylene terephthalate) 기판 상에 증착된 IZO 박막의 반복 굽힘 시 계면구조 변화에 따른 파괴거동을 조사하였다. 플라스틱 기판의 사용을 위해서는 산소 및 수분의 투과 방지막이 필요하며 본 연구에서는 투과 방지막 (또는 보호막)으로서 $SiO_x$ 박막을 적용하였다. IZO 박막은 $In_2O_3$ - 10 wt% ZnO 타겟을 사용하여 RF magnetron sputtering법으로 $100^{\circ}C$ 미만에서 저온 증착하였다. 보호막으로 사용되는 $SiO_x$ 박막은 HMDSO (hexamethyldisiloxane)와 Ar 및 $O_2$ 혼합기체를 이용하는 PECVD 방법으로 합성하였다. 변형에 따른 TCO 박막의 파괴 거동을 조사하기 위하여 반복 굽힘 시험 (cyclic- bending test)을 실시하였다. 반복 굽힘 시험 중 실시간으로 IZO 박막의 전기저항 변화를 측정하여 박막의 파괴 거동을 모니터링 하였다. 시편 A (135 nm-thick IZO/PET), B (135 nm-thick IZO/ 90 nm-thick $SiO_x$/PET), C (135nm-thick IZO/ 300 nm-thick $SiO_x$/PET)에 대하여 곡지름 35mm, 1000회 반복 굽힘을 실시하여 변형 중의 전기저항 변화를 조사하였다. 그리고 굽힘 시험 완료 후, FE-SEM을 이용한 시편 표면형상 관찰을 통하여 균열생성 정도를 관찰하였다. 반복 굽힘 시험 결과, A 와 C 시편의 경우, 각각 반복 굽힘 20회, 550회에서 급격한 전기저항의 증가가 관찰되었다. 그러나 B 시편의 경우, 1000회 반복 굽힘 후에도 전기저항의 변화는 나타나지 않았다. 이와 같이 반복 굽힘에 의한 IZO 박막의 파괴 거동 변화는 IZO 박막과 기판의 계면구조변화에 기인한 것으로 해석된다. IZO 박막과 기판의 계면에 $SiO_x$ 층을 삽입함으로써 계면 접합강도가 향상되었을 것으로 추측된다. 따라서 변형에 대한 파괴 저항 특성이 우수한 투명전도성 산화물 박막의 형성을 위해서는 적절한 계면구조 제어를 통한 계면 접합 특성의 향상이 필요하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1227-1234
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• 2012

본 연구에서는 감육결함이 가공된 실배관 곡관 시편을 대상으로 10 MPa의 내압과 반복 굽힘하중 조건에서 피로 시험을 수행하였다. 시험에는 감육결함이 곡관의 외호부와 내호부에 존재하는 경우를 고려하였으며, 반복 하중으로는 완전 역방향의 변위제어 형태로 작용되는 In-plane 상의 굽힘하중이 고려되었다. 실험 결과, 감육결함이 곡관의 외호부에 존재하는 경우에는 결함부가 아닌 곡관의 측면에서 축방향 균열이 생성되었다. 또한, ASME Sec.III의 설계 피로곡선에서 예측된 건전 곡관의 피로수명보다 긴 피로수명을 보였으며, 피로수명이 결함 길이에 크게 영향을 받지 않았다. 반면, 결함이 내호부에 존재하는 곡관은 내호부에서 원주방향 균열이 발생하였으며, 피로수명은 ASME Sec.III의 설계 피로곡선에서 예측한 건전 곡관의 피로수명보다 짧은 값을 보였다. 또한, 내호부 감육 곡관의 피로수명은 결함 길이가 감소함에 따라 뚜렷이 감소하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제18권4호
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• pp.362-368
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• 2009

In general, circuit board assemblies experience various mechanical loadings during assembly and in actual use. The repeated cyclic bending can cause electrical failures due to circuit board cracks, solder interconnects cracks, and the component cracks. In this paper, we report on the failure characteristics of semiconductor chips under the repeated cyclic bending. We first describe a new 4-point bending tester, which is developed according to JEDEC standard No. 22B113. The performance of the tester is then estimated through actual experiments. Test results reveal that the cracks first occur on the outer balls around 20,000 cycles and gradually propagate to the inner balls where cracks are found around 70,000 cycles.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권3호
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• pp.43-49
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• 2019

본 연구에서는 그래핀 산화(graphene oxide, GO) 분말 복합 Sn-3.0Ag-0.5Cu(in wt.%) 솔더페이스트를 이용한 플렉시블 기판과 SOP(small outline package) 사이의 솔더 접합부의 굽힘 신뢰성 향상에 관한 새로운 접근을 제안하였다. 솔더페이스트에 GO의 첨가는 녹는점에 약간의 영향을 미치었으나 그 차이는 미미한 것으로 나타났다. 한편, GO의 첨가는 리플로우 공정 동안 솔더 접합부의 금속간화합물(intermetallic compound, IMC) 성장과 두께를 억제 할 수 있음을 확인하였다. 더욱이 접합부의 신뢰성에 미치는 영향을 살펴보고자 반복 굽힘 시험을 진행하였으며 GO 분말의 첨가로 솔더 접합부의 반복 굽힘 신뢰성 향상 시킬 수 있었다. 0.2 wt.%의 GO가 첨가된 솔더 접합부의 경우 GO가 첨가되지 않은 경우에 비하여 굽힘 수명은 20% 가량 증가하는 것으로 나타났다. GO가 첨가된 경우 솔더 접합부의 인장 강도와 연성이 증가하게 나타났는데 이러한 GO 첨가에 의한 기계적 특성 향상이 솔더 접합부의 반복 굽힘 신뢰성 향상에 기여한 것으로 추측된다.

• 한국가스학회지
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 1999

Membrane용 오스테나이트계 304 스테인리스강 판재의 3점 굽힘피로 특성에 관한 연구를 상온 및 LNG 온도인 $-162^{\circ}C$, 변형량 $0.43{\~}1.70\%$ 범위에서 수행하였다. 저온에서의 굽힘피로 특성이 상온보다 우수한 것으로 나타났고, 이는 변형유기 마르텐사이트 변태에 필요한 구동력이 적어서 보다 많은 양의 마르텐사이트를 함유했기 때문으로 판단된다. 상온 및 저온 모두에서 반복경화 현상이 관찰되었으며, 이러한 반복경화는 상온의 경우 피로주기가 반복됨에 따라 점진적으로 증가되지만 저온의 경우 초기 피로주기에서 급격히 증가된 후 점차로 감소하거나 일정한 값을 나타내었는데 이러한 차이는 저온의 경우 초기에 급격히 변형유기 마르텐사이트가 생성되지만 상온의 경우 변형유기 마르텐사이트 생성에는 일정한 소성변형의 축적이 필요하기 때문으로 생각된다. 기존의 JGA 연구결과와 비교해 볼 때 본 연구에서 사용된 국산소재의 굽힘피로 특성이 우수한 것으로 나타났다.

• 대한치과보철학회:학술대회논문집
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• 대한치과보철학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.51-51
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• 2000

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.77-86
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• 2022

This study investigates the effect of the diameter and thickness on crack initiation location and orientation of 90° elbows under in-plane mode displacement-controlled cyclic bending loads. Finite element (FE) analysis of cyclic failure test is conducted for elbow specimens under in-plane mode displacement-controlled cyclic bending to identify the parameters affecting crack location and orientation. Furthermore, parametric FE analysis of the pipe elbows with various pipe nominal sizes and Schedules is performed, and the crack location and orientation from the results of FE analysis are determined. It is found that the crack location and orientation in the pipe elbows are determined mianly by the radius to thickness ratio of pipe elbows (R_m/t). It is also found that the presence of internal pressure slightly increases the value of R_m/t at which the failure mode changes.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권4호
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• pp.47-52
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• 2017

휘거나 구부릴 수 있는 유연 전자 소자(flexible electronics) 개발을 위해 이러한 변형 조건에서 사용이 가능한 유연한 투명전극재료에 대한 많은 관심이 기울여 지고 있다. 본 연구에서는 현재 투명 전극 소재로 가장 널리 사용 중인 ITO 박막을 이용하여 굽힘 실험 및 반복 피로 실험을 진행하며 전기적 특성 변화를 연구 하였다. 응력 상태에 따른 차이를 보기 위해, ITO 필름의 상대적 위치에 따라 외측 및 내측 굽힘 두 조건으로 실험을 진행하였으며, 외측 굽힘보다 보다 내측 굽힘 조건에서 굽힘 실험 및 피로 실험 모두 우수한 전기적 안정성을 보였다. 외측 굽힘 및 내측 굽힘 시 응력 상태가 각각 인장 응력, 압축 응력이 ITO 필름에 가해지게 되며 이에 따라 균열 형성 및 전파 거동에 차이가 나타나는 것을 FE-SEM 표면 관찰을 통해 확인하였다. 이는 결국 전기적 안정성과도 밀접히 연관된 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 가장 대표적인 투명전극재료인 ITO 필름의 다양한 기계적변형에 대한 신뢰성을 이해하고, 이를 통해 향후 고신뢰성 유연전자소자용 전극을 위한 디자인에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.119-126
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• 2019

18쌍의 Bi₂Te₃계 p-n 가압소결체 열전레그들로 구성되어 있으며 상하부 기판이 없고 내부는 polydimethylsiloxane (PDMS)로 충진되어 있는 유연열전모듈을 형성하고, 이의 발전특성과 굽힘특성을 분석하였다. 유연열전모듈을 팔목에 부착하였을 때 서있는 정적인 상태에서는 2.23 mV의 open circuit 전압과 1.69 ㎼의 최대출력전력이 얻어졌으며, 걸어가는 동적인 상태에서는 3.32 mV의 open circuit 전압과 3.41 ㎼의 최대출력전력이 얻어졌다. 유연열전모듈에 굽힘곡률반경 25 mm로 30,000회까지 반복굽힘 싸이클을 인가하여도 저항변화율이 1% 미만으로 유지되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.93-99
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• 2016

본 논문에서는 AgNW 필름의 기계적 전기적 신뢰성을 연구하였다. 특히 전류가 흐르는 상태에서 굽힘 변형이 발생하였을 때의 AgNW 필름의 내구성 및 신뢰성을 연구하였다. AgNW 필름의 전압 및 전류 시험을 수행하여, AgNW에서 발생하는 발열과 전류 밀도의 변화를 관찰함으로써 AgNW의 전기적 내구성을 평가하였다. AgNW는 곡률반경 2 mm까지 굽힐 수 있었으며, 200,000회의 굽힘 반복시험에도 높은 신뢰성 및 유연성을 보여주었다. 또한 over-coating 막은 AgNW 필름의 내구성을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다. Over-coating이 없는 AgNW 필름의 경우, AgNW 표면에서 국부적인 발열을 보인 반면에 over-coating이 된 AgNW 필름의 경우 균일하게 발열되어 over-coating막이 AgNW 필름의 내구성을 향상시킴을 알 수 있었다. 전류를 인가한 상태에서의 굽힘 시험을 수행한 결과 굽힘 반복시험에서는 전류밀도가 지속적으로 감소하여 시험 후, 52.4%의 전류밀도 감소를 보였다. 전류가 인가된 상태에서 AgNW의 굽힘 변형이 지속되면 AgNW들의 인장, 굽힘 및 sliding 등의 기계적인 변형에 의하여 AgNW network 구조의 변형이 발생하거나, 혹은 개별 AgNW의 접촉 접합부들이 떨어지면서 접촉저항이 증가하여 주울 열에 의하여 파괴가 발생한다. 또한 over-coating막의 적용은 AgNW 필름의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.