• 전기전자학회논문지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.528-533
• /
• 2021

본 논문은 전기자동차용 고밀도 DC-DC 컨버터의 PCB 방열특성에 대해 나타낸다. 본 논문은 또한 고밀도 DC-DC 컨버터의 방열구조를 분석하고 열해석 시뮬레이션을 통해 고밀도 전원장치의 PCB 방열 설계를 최적화한다. 따라서 본 논문에서는 열전달 이론을 바탕으로 일반적인 전자기기의 방열 경로를 분석하고 열저항 등가 회로를 모델링한다. 또한 본 논문의 연구 대상인 500[W]급 동기식 벅 컨버터의 열저항 등가 회로를 모델링 하여 방열 성능 향상을 위한 구조적인 방열 경로를 제시한다. 입력전압 72[V], 출력전압 12[V]의 500[W]급 동기식 벅 컨버터에 다면 방열 구조를 적용하여 열해석 시뮬레이션결과와 시작품의 실험을 통해 제안 구조의 타당성을 검증한다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
• /
• 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.25-28
• /
• 2008

PAR38형의 표준 LED조명 제품 개발을 위한 기존의 PAR38형 제품의 대표 특성으로 빔각, 효율 등의 기준을 정의하고 이에 적합한 LED 패키지를 선정하였다. 개념설계를 위해 기본 사양을 바탕으로 개략적인 설계를 하고 LED 패키지 모듈에 방열시뮬레이션을 수행한 결과로부터 각 설계 요소의 상세 값을 선정하였다. 상세설계를 위해서 선정된 단품패키지 및 기설계된 조명기구에 대한 광학 시뮬레이션과 방열 시뮬레이션을 수행하여 목표 결과에 대한 예측 및 목표 달성을 위한 가능성을 타진하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 상세 형상과 특성 향상을 위한 요소를 부여하여 상세설계하고 제품을 제작하였다. 최종적으로 제품에 대한 특성 측정 분석하여 표준 제품으로서 특성을 검증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.129.1-129.1
• /
• 2016

반도체, 디스플레이, PC 등 전자기기의 경우 소자 내 발생된 열로 인해 기기의 성능 및 효율, 수명 등이 감소하기 때문에 이러한 내부 열을 외부로 방출시켜줄 필요가 있다. 일반적으로 heat pipe나 냉각 팬(fan) 등의 외부장치에 의해 강제적으로 냉각해주는 기술이 있지만 휴대용 디바이스와 같이 작은 전자기기의 경우 소자 자체적으로 열전도 특성이 뛰어난 기판을 사용하여 열전도에 의해 열이 소자 밖으로 방출될 수 있도록 방열 설계를 해주어야 한다. 따라서 소자 전체를 지지해주고 열전도에 의해 방열 기능을 해주는 방열기판에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재 가장 많이 사용되어지는 세라믹 방열기판으로는 알루미나가 있지만 보다 소자의 집적화와 고성능화로 인하여 열전도도가 높은 질화규소 기판의 요구가 증대되고 있다. 하지만 이러한 질화규소기판에 금속전극을 형성하는 기술은 종래의 알루미나 기판에 이용한 DPC(Direct Plated Copper), DBC(Direct Bonded Copper)기술을 적용할 수 없다. 그래서 현재는 메탈블레이징을 이용하여 전극을 형성하지만 공정비용 및 대형기판에 형성이 어려운 단점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 질화규소 방열기판에 전기화학공정을 통하여 밀착력이 우수한 금속 전극 회로층 형성에 대한 연구를 진행하였다. 질화규소 방열기판에 무전해 Ni 도금을 통하여 금속층을 형성하는데 이 때 세라믹 기판과 금속층 사이의 낮은 밀착력을 향상시키기 위해 습식공정을 통하여 표면처리를 진행하였다. 또한 촉매층을 $Pd-TiO_2$ 층을 이용하여 무전해 도금공정을 이용하여 Ni, 전극층을 형성하였다. 질화규소 표면에 OH기 형성을 확인하기 위해 FT-IR(Fourier-transform infrared spectroscopy)분석을 실시하였으며 OH 그룹 형성 및 silane의 화학적 결합으로 인해 금속 전극층의 밀착력이 향상된 것을 cross hatch test 및 scratch test를 통해 확인하였고 계면 및 표면형상 특성 등을 분석하기 위해 TEM(Transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), AFM(Atomic-force microscopy)등의 장비를 이용하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38C권8호
• /
• pp.725-732
• /
• 2013

최근 LED의 저전력, 장수명, 동작 속도, 제어성, 고품질의 색 연출성, 지속 가능성 등의 이유로, LED 응용 분야가 확대되고 있다. 그러나 고출력 LED 조명 시스템을 구현하는데 있어, 방열은 큰 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 고출력 투광등 설계를 위한 방열 방안으로 메탈 PCB 설계, 열전 소자, 히트 파이프, 방열판, 팬(fan) 등의 적층 연동 구조를 제안하고 구현 방안을 제시하였다. 아울러 본 논문에서는 RS-485 통신을 통한 DMX512 프로토콜 기반 LED 조명 시스템 제어 방안을 제시하였다. DMX512 프로토콜은 조명장치와 조명제어 모듈의 연결에 대한 사실상 세계적 표준이며 이를 활용한 무대 조명이나 경관 조명 시스템 개발이 지속적으로 이루지고 있다. 본 논문에서는 이를 이용한 LED 조명 제어 및 응용 기술을 소개하고 주제어기를 무선으로 원격 제어하는 방안을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제41권4호
• /
• pp.285-291
• /
• 2017

본 연구에서는 무인 항공 장비에 장착되는 전자 장비에 상변화 물질을 적용한 방열 설계를 수치적으로 진행하였다. 상변화 물질에 대한 열특성 실험을 통해 용융점($T_m$), 용융시 온도 증분(${\Delta}T_m$) 및 체적 팽창을 확인하였으며, 이를 통해 해석 모델 검증을 진행하였다. 용융시 용융점에서 발생하는 온도 정체 현상을 모사하기 위해 등가 비열법으로 계산한 열 물성치를 상변화 물질의 해석 모델 물성치로 입력하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 해석 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증된 해석 모델을 통해 핀과 함께 상변화 물질이 충진된 장비 하우징의 방열 성능을 향상시키고, 이를 통해 장비의 열적 안정성을 확보하였다. 현재 상변화 물질이 충진된 하우징의 방열 성능 극대화를 위해 핀 최적 설계에 대한 추가적인 연구가 진행 중에 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
• /
• pp.345-348
• /
• 2005

본 개발의 목적은 연료전지차량에 탑재되는 연료전지 시스템에 장착될 공기공급기를 개발하는 것이었다. 개발된 공기공급기의 형태는 공급해야 할 공기의 유량과 압력 범위, 소음 및 향후 양산성 등을 고려하여 원심형 블로어를 선택하였으며, 차량 부하에 따른 공기공급량을 제어하기 위한 제어기도 적용되었다. 또한 차량에 적용될 경우, 예상되는 가혹한 사용환경에서 안정적인 성능을 발휘하고, 내구성을 할 수 있도록 설계되었으며, 특히, 외기온도 $45^{\circ}C$에서도 충분한 방열성능을 갖도록 모터 및 모터 방열구조를 설계하였다. 이를 위하여 공급되는 공기로 직접 모터를 냉각하는 개념을 적용하였다. 개발된 터보블로어의 응답성을 포함한 성능평가를 수행하였으며, 설계점에서 600시간 연속운전을 통하여 기본 내구평가를 완료하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.43-51
• /
• 2014

3차원 적층 패키지(3D integrated package) 에서 초소형 패키지 내에 적층되어 있는 칩들의 발열로 인한 열 신뢰성 문제는 3차원 적층 패키지의 핵심 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 TSV(through-silicon-via) 기술을 이용한 3차원 적층 패키지의 열 특성을 분석하기 위하여 수치해석을 이용한 방열 해석을 수행하였다. 특히 모바일 기기에 적용하기 위한 3D TSV 패키지의 열 특성에 대해서 연구하였다. 본 연구에서 사용된 3차원 패키지는 최대 8 개의 메모리 칩과 한 개의 로직 칩으로 적층되어 있으며, 구리 TSV 비아가 내장된 인터포저(interposer)를 사용하여 기판과 연결되어 있다. 실리콘 및 유리 소재의 인터포저의 열 특성을 각각 비교 분석하였다. 또한 본 연구에서는 TSV 인터포저를 사용한 3D 패키지에 대해서 메모리 칩과 로직 칩을 사용하여 적층한 경우에 대해서 방열 특성을 수치 해석적으로 연구하였다. 적층된 칩의 개수, 인터포저의 크기 및 TSV의 크기가 방열에 미치는 영향에 대해서도 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 메모리 칩과 로직 칩의 위치 및 배열 형태에 따른 방열의 효과를 분석하였으며, 열을 최소화하기 위한 메모리 칩과 로직 칩의 최적의 적층 방법을 제시하였다. 궁극적으로 3D TSV 패키지 기술을 모바일 기기에 적용하였을 때의 열 특성 및 이슈를 분석하였다. 본 연구 결과는 방열을 고려한 3D TSV 패키지의 최적 설계에 활용될 것으로 판단되며, 이를 통하여 패키지의 방열 설계 가이드라인을 제시하고자 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
• /
• pp.1605_1606
• /
• 2009

본 논문은 LED조명기구 방열설계의 열해석에 관한 것으로서 메탈 PCB에 Chip LED를 배치하여 COMSOL Multiphysics로 시뮬레이션한 결과 LED와 PCB의 경계면 온도는 약 $80^{\circ}C$이며, PCB의 바닥면까지는 약 $50^{\circ}C$까지 변화함을 검증 하였으며, 결과적으로 실 제작의 근사치에 가까운 방열설계가 가능함이 확인되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
• /
• pp.693-695
• /
• 2010

3~5W의 출력을 내는 MR16 LED 조명기구는 저 전력, 긴 수명으로 인해 에너지 문제를 해결하기 위한 중요한 요소로 작용한다. 반면에 정션 온도 상승으로 인해 수명이 급격히 단축하는 문제점이 발생하므로 방열 문제를 해결하는 것이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 단일 고출력 LED 패키지를 이용한 MR16 조명등의 개발을 위해 1차원 열저항 해석 및 3차원 CFD 해석을 수행하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
• /
• pp.275-277
• /
• 2011

근래 항만의 배후광이 증가함에 따라 고광도 및 고휘도 등명기의 필요성이 대두되고 있으며 고휘도 Power LED의 급속한 발달에 따라 선진국의 주요 해상용등명기 Major 업체 제품성능 또한 지속적으로 Upgrade 되고 있다. 이에 선진국 제품 대비 동등 혹은 그 이상의 에너지소비효율을 갖춘 해상용등명기 개발을 완료하여 기존의 전구식 등명기를 대체하고자 하며 렌즈의 설계 및 제작기술과 LED모듈의 방열기술 등을 축적하여 국내 해상용등명기의 제작기술을 한층 더 높이고자 한다.