• 제목/요약/키워드: 소형 전자부품

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50kW급 로켓 엔진용 전기펌프 모터의 개념 설계 (Conceptual Design of Electric-Pump Motor for 50kW Rocket Engine)

  • 김홍교;곽현덕;최창호;김정
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.175-181
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    • 2018
  • 전기펌프시스템은 기존 터보펌프의 가스발생기, 구동기 및 터빈이 필요 없는 매우 간결한 구조를 갖고 있어 저가 소형 위성 발사체의 차세대 추진기관으로써 최근 주목받고 있다. 그래서 본 논문에서는 로켓엔진용 전기펌프 시스템의 가장 중요한 핵심부품인 영구자석 동기모터(PMSM)의 개발 및 발사체로의 적용 가능성을 파악하기 위하여 50 kW, 50,000 RPM의 성능을 가지는 전기모터에 대한 개념설계안을 도출하였다. 요구되는 전기모터의 성능을 만족시키기 위해서 전자기장해석을 수행하여 모터의 전체 외경과 회전자의 내경을 결정하였으며, 회전자는 4,000 가우스의 Sm2Co17 원통형 자석을 이용하여 Inconel 718 재료의 캔으로 체결하였다. 또한, 엔진구동시 모터 운전 영역에서의 회전 동역학적 안정성을 검증하기 위해서 회전체 동역학해석을 수행하였으며, Campbell 선도를 통하여 설계한 모터의 단품운전 뿐만 아니라 성능확인을 위한 Dynamo meter 운전 시에도 공진현상이 발생하지 않음을 해석적으로 확인할 수 있었다.

유한 요소법을 이용한 히트싱크의 성능평가를 위한 열해석 연구 (Thermal Analysis of the Heat Sink Performance using FEM)

  • 이봉구;이민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.5467-5473
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    • 2014
  • 최근 전자 및 기계부품 기술의 발전으로 전자 장비는 더욱 고성능화, 소형화, 다기능화 되면서 시스템 내부에 발생하는 발열부의 온도를 제어하기 위해 히트싱크가 사용된다. 본 연구에서는 내부 터널 구조의 2가지 형상의 히트싱크의 열 성능평가를 유한요소 프로그램인 ANSYS를 이용하여 수치해석 하였다. 수치해석은 자연대류 상태에서의 열 성능을 수치해석으로 비교 분석하여 냉각핀 형상에 따른 열 성능을 평가하였다. 또한 시간에 따른 열전달 특성과 온도분표의 해석결과를 기초로 하여 히트싱크의 성능평가를 예측하였다. 수치해석의 결과, 형상 A 히트싱크가 형상 B의 히트싱크보다 열 전달율이 자연대류에서 약 70% 향상되었다.

공통 글라스를 이용한 mm 대역용 저손실 LTCC 소재 (Low Loss LTCC Materials in mm Wavelength Region with Use of Common Glass)

  • 이성일;여동훈;박지훈;신효순;홍연우
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.330-330
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    • 2010
  • 이동통신 시스템의 소형화, 경량화, 다기능화 추세에 따라 이동통신 부품도 단위 부피당 소자의 집적도를 증가시키기 위하여 고집적화 추세로 급진전되고 있다. 이에 따라 세라믹 공정 기술도 고집적 추세로 다층화 되고 있어 수동소자의 내장화에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이를 위하여 다양한 유전율 대역의 이종소재간 접합을 시도하지만 de-lamination, 내부 crack 등의 결함들이 발생하므로 열팽창계수 조절이 용이한 동종의 글라스를 사용하는 것이 유용하다. 본 연구에서는 공통의 글라스를 개발한 후 다양한 필러들을 혼합하여 mm파 대역에서 다양한 유전율을 갖는 LTCC 소재를 개발함으로써, 수동소자의 내장화에 따른 이종접합시의 매칭성을 극대화하고자 하였다. 이를 위하여 CaO-$Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3$계 공통글라스에 $CaZrO_3$, $1.3MgTiO_3$, $2La_2O_3TiO_2$ 필러를 혼합하여 소결체의 미세구조, 유전특성 및 열기계적 특성을 고찰하였다. 이때 유전율 6에서 20에 이르는 저손실 소재를 개발할 수 있었다.

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Constrained Sintering법에 의한 $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$ 무수축 기판의 수축율 제어

  • 조정환;여동훈;신효순;홍연우;김종희;남산
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.39-39
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    • 2008
  • 이동통신 시스템의 소형화, 다기능화 추세에 따라 이동통신 부품들의 모듈화, 고집적화 추세로 급진전되고 있어, 고집적 세라믹 기판 모듈 제작을 위한 핵심공정 기술인 그린시트의 층간 정밀도 및 소성후 수축율 제어의 중요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 일축가압 이용한 PAS(Pressure Assisted Sintering) 법과 Al2O3를 희생층으로 이용한 Constrained Sintering법을 혼합하여 저온 동시소성 세라믹 기판의 x-y 축 수축율을 zero로 제어하고자하였다. $Al_2O_3$/LTCC/$Al_2O_3$인 샌드위치 구조로 세라믹 시트를 적층하여 Load 값과, LTCC 두께에 따른 x-y축, z축 소성 수축율 및 Edge Curvature의 Radius와 warpage 현상을 관찰하고, 이때 미세구조 및 밀도를 측정하였다. 그 결과 symmetic한 구조일 때 소성온도 $900^{\circ}C$에서 $Al_2O_3$ 두께가 $30{\mu}m$ 이상일 때 LTCC의 글라스가 $Al_2O_3$에 Infiltration 되는 두께는 $30{\mu}m$를 나타내었다. 또한 $Al_2O_3$ 두께 $500{\mu}m$, LTCC 두께 $2,000{\mu}m$, Load값이 800g/$cm^2$ 일 때 x-y 축 수축율<1%, z축 수축율 40%, 소결밀도는 2.99g/$cm^3$로 우수한 무수축 기판 특성을 나타내었다.

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LTCC 기판의 일 방향 소결 (Unidirectional Sintering in LTCC Substrate)

  • 선용빈;안주환;김석범
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.37-41
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    • 2004
  • 이동 통신 기기의 광대역화에 따라 기존의 인쇄 회로 기판에 비해 양호한 전기적 특성과 수동형 부품을 내장할 수 있는 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)에 대한 많은 연구 개발이 진행되고 있으나 불 균일한 수축으로 인해 적용에 한계를 보여 왔다. 본 연구에서는 짧은 시간내에 온도를 균일하게 올릴 수 있는 혼합 가열 방식을 개발하여 하부에서부터 시편의 얇은 층이 순차적으로 소결 되도록 하는 일 방향 소결의 조건을 제공하여 시편 상부 표면의 배선 형상이 종래의 전기로 가열보다 안정적으로 형성되는 결과를 얻었다. 기판의 소결 특성, 배선의 전기적 특성, 그리고 배선의 기계적 특성 등을 비교한 결과, 기판의 소형화와 배선의 고밀도화에 전기로 가열 보다 혼합 가열이 적용 가능성이 높음을 알 수 있었다.

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휴대용 카메라 모듈(CCM) 제조 라인에 대한 데이터마이닝 기반 품질관리시스템 구축 (Building the Quality Management System for Compact Camera Module(CCM) Assembly Line)

  • 유성진;강부식;홍한국
    • 지능정보연구
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    • 제14권4호
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    • pp.89-101
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    • 2008
  • 제조 분야에서 품질관리를 위해 가장 많이 사용되는 도구는 관리도이다. 하지만 휴대용 카메라 모듈과 같은 소형 전자부품의 제조 라인은 자동화되어 여러 개의 공정이 유기적으로 연결되어 있는 경우 관리도의 적용이 쉽지 않다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 공정의 흐름을 파악할 수 있는 모니터링체계와 수율 예측 및 주요공정 변수 파악 등의 주요 공정 파라메터 추출 체계로 구성된 데이터마이닝 기반 품질관리시스템을 구축하고자 한다. 데이터마이닝을 위해 품질관리시스템은 의사결정나무, 신경망, 패턴분석 등의 모듈을 사용한다. 제안된 시스템을 통해 제조 공정은 안정적인 품질의 유지 및 공정 이상 유무의 신속한 파악, 수율 예측 등 품질관리를 위한 유용한 정보를 제공하고 공정의 신뢰성을 높이는데 기여할 수 있을 것이다.

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HMIC 기술을 적용한 소형화 경량화 광대역 전력증폭기 개발 (Development of Compact and Lightweight Broadband Power Amplifier with HMIC Technology)

  • 변기식;최진영;박재우
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.695-700
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    • 2018
  • 본 논문에서는 고유전율 인쇄회로기판 상의 좁은 면적 내에 패키지(Package) 되지 않은 마이크로파(Microwave) 부품을 고밀도로 집적하는 HMIC (Hybrid Microwave Integrated Circuit) 기술을 적용하여 모듈(Module)의 크기를 소형화, 경량화하고 동시에 근접한 소자 상호간의 전자기적 간섭을 최소화 하는 구조 설계 및 제작 기술을 적용하여 광대역 주파수 범위에서 균일한 전기적 성능을 갖는 광대역 전력증폭기를 개발한 내용을 다루었다. 제작한 광대역 전력 증폭기의 성능을 측정한 결과, 동작 주파수 범위에서 소신호 이득은 32 ~ 36 dB 범위 내에 이득평탄도 ${\pm}1.5dB$를 갖음을 확인하였다. 또한, 출력전력은 동작 주파수 범위에서 30 dBm 이상을 만족하였으며, 잡음 지수는 7 dB 이내로 측정되어 목표규격을 만족하는 특성을 나타내었다. OIP3(Output Third Order Intercept Point)는 39 dBm 이상을 만족함을 확인하였다. 제작한 광대역 전력 증폭기는 전자전 체계의 재밍(Jamming) 발생 장치의 고출력 증폭기를 전기적으로 구동하기 위하여 필요한 목표 성능을 모두 만족함으로써 실제 적용이 가능하며, 향후 마이크로파 대역의 유사 전력 증폭기를 설계하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

탄소섬유 복합재를 이용한 위성용 다기능 구조체의 방열성능 분석 (Study on the Thermal Radiation Performance of the Multi-functional Structure Made of the Carbon Fiber Composite Material)

  • 김택영;현범석;서영배;장태성;서현석;이장준;김원석;이주훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.157-164
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    • 2012
  • 다기능 구조체는 전자장비, 열제어 부품, 우주복사 차폐물 및 지지구조물이 하나의 시스템으로 통합된 구조적 결합체로써, 위성 및 행성탐사선 모듈의 소형화/경량화를 달성하여 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 매우 중요한 첨단 모듈이다. 본 연구에서는 구조적인 강도를 고려하여 설계된 다기능 구조체의 6가지 형상에 대하여 방열성능을 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 다기능 구조체의 rib 형상이 방열판 내 전열효과에 미치는 영향은 열전도 측면만을 고려하는 것은 의미가 없으며, 구조적인 강성, 제작의 난점, 무게 등을 모두 고려하여야 하고, 전열 측면에서는 rib의 형상보다 면재 외부층의 두께와 무게에 대한 trade-off를 통하여 최적화하는 것이 일반적으로 유효하다고 판단된다.

플러그인형 소형 공기압 매니폴드 밸브의 수명 및 성능열화특성에 관한 연구 (Life and Performance Degradation Characteristics for Small-Sized Plug-In Type Pneumatic Manifold Valves)

  • 강보식;이충성;김형의
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권11호
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    • pp.1445-1451
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    • 2011
  • 공기압 밸브는 자동화 시스템에 공급되는 공기를 제어하는 기능을 지닌 핵심부품으로 널리 사용되고 있다. 하지만 공기압 밸브가 고장이 발생하면 설치되는 시스템의 특성상 전체 시스템에 영향을 미쳐 막대한 손실을 야기 시킬 수 있다. 이로 인하여 최근 신뢰성에 대한 중요성 및 소비자의 요구수준이 날로 증대되고 있어 밸브의 수명을 예측하여 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 수명분포, 수명열화 특성 등과 같은 연구가 널리 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 공기압 밸브의 수명예측을 위한 핵심요소인 모수 도출 및 제안을 위하여, 최근 널리 사용되고 있는 플러그인형 공기압 매니폴드 밸브의 척도모수 및 $B_{10}$ 수명값을 완전데이터 수명관측 방법으로 측정하였으며, 수명분포 특성을 확인하기 위하여 상관계수값을 이용한 분포 적합성 검토와 주요성능 결정항목인 동적응답과 누설이 수명에 따라 열화되는 특성을 분석한 결과를 제시한다.

배터리 시뮬레이터를 이용한 리튬이온 배터리와 납축전지 특성분석 (Characteristic Analysis of Lithium-ion Battery and Lead-acid Battery using Battery Simulator)

  • 윤용호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.127-132
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    • 2024
  • 최근 이차전지는 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 소형 및 경량의 특성으로 스마트폰, 노트북, 태블릿 등 다양한 휴대용 전자기기에서 높은 에너지 밀도와 충·방전 효율을 토대로 전기자동차와 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)의 핵심 부품으로 사용되고 있다. 하지만 이차전지의 과도한 충·방전에 따른 수명감소, 파열, 손상, 화재 등의 문제점이 발생하고 있다. 따라서 BMS(Battery Management System)를 통하여 과도한 충·방전을 보호하고 성능을 향상시킨다. 하지만 실제 리튬이온 배터리를 사용하여 BMS의 차단 및 보호범위 설정하는 데 있어서 이차전지의 수명감소, 파열, 손상, 화재의 문제점이 따른다. 따라서 본 논문에서는 배터리 충방전기와 시뮬레이터를 활용하여 이차전지 중 사용이 높은 리튬이온 배터리와 납축전지의 충전 및 방전 특성을 살펴본다.