• Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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• 2006.05a
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• pp.32-39
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• 2006

전자 부품의 신뢰성 평가를 위해서 다양한 방법의 시험법이 사용된다. 전자 부품은 반복적인 작동과 휴식에 의한 열피로를 받게 된다. 이에 대한 신뢰성 평가를 위해 오래전부터 다양한 시험 규격이 만들어지고, 그에 따라 열챔버를 이용한 챔버 사이클링 시험이 수행되고 있다. 하지만, 최근에는 이러한 시험 규격들에 대한 문제가 지적되고 있으며, 또한 챔버 사이클링을 이용한 가속 실험의 경우 실제 작동환경을 완벽히 묘사하지 못하며, 가속할 수 있는 정도가 제한되고 있다. 본 연구에서는 파워 사이클링 시험을 묘사하는 시험 방법을 제안하고, 그를 이용하여 BGA 패키지의 솔더 조인트에 대한 열피로 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 파워 사이클링 시험기는 실제 작동 환경과 유사한 온도 구배를 패키지에 만들어 준다. 그리고 패키지에 열전도를 이용하여 열을 공급함으로써, 대류를 통해 열을 공급하는 챔버 사이클링 시험에 비해 빠르게 가열 및 냉각이 가능하다. 파워사이클링 테스트 방법을 이용하여 다양한 온도 조건에 대해 열피로 수행하여 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.07c
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• pp.1722-1725
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• 2003

절연물에 가해지는 열화 중에서 열 사이클(Thermal cycle) 열화를 모사하기 위하여, 대형 터빈 발전기 수냉각 고정자 권선용 바를 대상으로 IEEE Std 1310 규격에 따라 200 사이클의 열 사이클 열화 시험을 수행하였다. 바에 대한 절연 특성을 분석하기 위하여 시험 수행 전후의 Tan ${\delta}$ 및 Tip-up(%, ${\Delta}$ Tan ${\delta}$), 부분방전의 최대 방전량 등을 측정하였고 또한 바를 절단하여 절연물 내의 박리와 도체와 절연물 간의 분리 등을 점검하였다. 최종적으로는 절연파괴 시험을 수행하여 절연파괴 강도를 측정하였다. 시험 결과 초기 절연 특성상의 현저한 변화는 없었으며 양호한 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.140-140
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• 2013

3차원 실장을 위한 TSV의 제조 공정 중에 발생할 수 있는 Cu의 돌출 거동에 대해 연구하였다. Cu의 돌출은 반도체를 제조할 때 고온(>$350^{\circ}C$) 공정인 BEOL (back end of line) 중에 발생하는 현상이다. Cu의 돌출은 Si과 Cu의 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 현상으로 고온 공정 뿐만아니라 열충격 시험과 같은 열피로에 의해서 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 $-65^{\circ}C$에서 15분과 $150^{\circ}C$에서 15분을 1 사이클로 설정하여 0, 250, 500, 1000 사이클의 열충격 시험을 수행하였다. 열충격 시험 후 각 사이클에서의 Cu 돌출 거동과 Cu의 표면 거칠기 변화에 대해 연구하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.119-119
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• 2013

5년 동안 진행된 고진공 펌프 개발 사업의 일환으로 맥동관형 냉동기에 활성탄 어레이를 장착한 흡기구 직경 14인치 국산 크라이오펌프 완제품이 만들어졌다. 이미 지난해에 완성한 시제품을 가지고 모든 배기성능시험을 완료하고 목표를 뛰어 넘는 성능을 가지고 있음을 입증하였지만 완제품의 경우는 현장에서 스퍼터링 공정에 대한 신뢰성과 열적 내구성 시험이 중요한 항목으로 대두되었다. 개발된 펌프를 생산 공정에 직접 투입하는 모험을 하지 않으면서도 신뢰성을 확보하는 방편으로 카이스트 나노종합팹 센터에서 가동중인 스퍼터링 장비에 완제품을 달고 기존 공정과 같은 방식으로 장치를 운영하면서 외제 상용품을 사용했을 때와 진공성능 및 공정수율을 비교하는 시험을 수행하였다. 또 내구성 시험 항목으로 열부하 시험과 열 사이클 시험을 수행하였다. 열부하 시험은 300도까지 온도를 올릴 수 있는 열판을 펌프 흡기구 배플 앞에 설치하여, 냉동기 2차 냉각단 온도가 20 K 이하로 유지될 수 있는 최대 허용 복사열을 측정하는 방식으로 진행되었으며 열 사이클 시험은 크라이오 펌프의 활성화 기능을 활용하여 완전 활성화(full regen., 10K-300K-10K) 과정을 10회 연속 시행하여 펌프의 배기성능과 기계적 이상 유무를 관찰하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.22 no.4
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• pp.327-332
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• 2013

일본 연구에서는 열충격 시험을 통한 태양전지의 파괴모드에 따른 전기적 특성을 분석하였다. 시편은 Photovoltaic Module을 만들기 전 3 line Ribbon을 Tabbing한 단결정 Solar Cell을 제작하였다. 열충격 시험 Test 1의 온도조건은 저온 $-40^{\circ}C$, 고온 $85^{\circ}C$, Test 2는 저온 $-40^{\circ}C$, 고온 $120^{\circ}C$에서 Ramping Time을 포함하여 각각 15분씩, 총 30분을 1사이클로 500사이클을 각각의 조건으로 수행하였다. 열충격 시험 후 Test 1에서는 4.0%의 효율 감소율과 1.5%의 Fill Factor 감소율을 확인하였으며, Test 2에서는 24.5%의 효율 감소율과 11.8%의 Fill Factor 감소율을 확인하였다. EL(Electroluminescence)촬영 및 단면을 분석한 결과, Test 1과 Test 2 시편 모두 Cell 표면 및 내부에서의 Crack이 발견되었다. 하지만, Test 2의 시험이 Test 1보다 가혹한 온도조건의 시험으로 인해 Test 1에서 나타나지 않았던, Cell 파괴를 Test 2에서 확인하였다. 결국, Test 1에서 효율의 직접적인 감소 원인은 Cell 내부에서의 Crack이며, Test 2에서는 Cell 내부에서의 Crack 및 Cell 파괴로 인한 Cell 자체의 성능저하로 효율이 크게 감소한다는 것을 본 실험을 통하여 규명하였다.

• Composites Research
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• v.14 no.5
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• pp.38-45
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• 2001

Kaiser effects of thermo-acoustic emission (AE) from composite laminates under the repetitive thermal cyclic loads have been quantitatively analyzed in consideration of AE source mechanisms. The repetitive thermal load brought about a large reduction. i.e. an exponential decrease in AE total ringdown counts and AE amplitudes. It was thought that generation of thermo-AE during the first thermal cycle was not caused by crack propagation but by secondary microfracturing due to abrasive contact between crack surfaces. For the repetitive thermal cycles, a few number of weak thermo-AE events were generated due to some frictional sliding contact. Such behavior of thermo-AE showed different characteristics according to specimen kinds and the maximum temperature in the thermal load cycles.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.10 no.1
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• pp.45-50
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• 2003

Global full 3D finite element analysis fatigue models are constructed for flip-chip BGA on system board to predict the creep fatigue life of solder joints during the thermal cycling test. The fatigue model applied is based on Darveaux's empirical equation approach with non-linear viscoplastic analysis of solder joints. The creep life was estimated the creep life as the variations of the four kinds of thermal cycling test conditions, pad structure, composition and size of solder ball. The shortest fatigue life was obtained at the thermal cycling test condition from $-65^{\circ}C$ to $150^{\circ}C$. It was increased about 3.5 times in comparison with that from $0^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. At the same conditions, the fatigue life of SMD structure as the change of pad structure increased about 5.7% as compared with NSMD structure. Consequently, it was confirmed that the fatigue life became short as the creep strain energy density increased in solder joint.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.105-113
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• 2001

지구환경문제와 에너지문제를 해소하는 한 방법으로서 Vuilleumier 사이클 기관(VM)을 이용한 공조기형 열구동형 히트펌프시스템(VMHP)이 각광을 받고 있다. VMHP의 제작에 있어서는 VM의 각 부분의 이론적 검토 및 최적설계를 위한 해석프로그램의 개발이 필수적이고 최적설계를 위한 설계 기본서의 도출 및 설계자료의 확보가 필요하다. VMHP의 상세한 성능해석이나 설계에 활용 가능한 성능해석프로그램을 개발하였다. 해석은 VM의 시스템의 각 부분을 11개 부분으로 나누어 단열모델해석으로 수행하였다. 열교환기에서의 열전달 성능과 재생기손실, 열전도손실, 셔틀손실, 유동에 의한 압력손실과 열압축측과 열펌프측 사이의 마찰손실, 피스턴실 및 로드실의 마찰손실을 고려한 해석을 수행하였다. 해석에 의한 계산치의 정확성을 본 해석결과를 이용하여 제작한 시험기에 의해 비교하였다. 계산치와 시험기에 의한 전체성능을 비교하였고 또한 각각의 손실에서 고유한 파라미터를 추출하여 그 파라미터의 변화에 따른 열손실 전체의 변화 정도를 파악하여 실험치와 계산치의 정상적인 비교로부터 성능해석의 정도를 비교하였다. 비교결과에 의해 난방능력은 8%, 냉방능력은 19%의 최대오차로서 본 해석결과가 VMHP의 설계를 위해 유용한 수단으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• v.14 no.2
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• pp.33-42
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• 2001

The cure kinetic equation fur 52-glass/polyester prepreg composites was established through DSC (differential scanning calorimetry). Using the established kinetic equation, the temperature distribution of the thick composite was calculated considering the change of heat transfer resistance due to resin impregnation of bleeder plies used. In order to reduce the overheat during cure of thick glass fiber composites, the cure cycle was modified by introducing the cooling and reheating steps. Then the thick glass composites were cured both by the conventional cycle without any cooling or reheating step and the modified cure cycle. The mechanical properties of the thick composites cured by the both cycles were tested by the short beam shear test and the Barcol hardness test, and then their results were compared.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.8
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• pp.62-68
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• 2016

The feeder cable assembly is an automotive part used for telecommunication. If it malfunctions, the control and safety of the automobile can be put at risk. ALT (Accelerated Life Testing) is a testing process for products in which they are subjected to conditions (stress, strain, temperatures, etc.) in excess of their normal service parameters in an attempt to uncover faults and potential modes of failure in a short amount of time. Failure is caused by defects in the design, process, quality, or application of the part, and these defects are the underlying causes of failure or which initiate a process leading to failure. Thermal shock occurs when a thermal gradient causes different parts of an object to expand by different amounts. Thermal shock testing is performed to determine the ability of parts and components to withstand sudden changes in temperature. In this research, the main causes of failure of the feeder cable assembly were snapping, shorting and electro-pressure resistance failure. Using the Coffin-Manson model for ALT, the normal conditions were from Tmax = $80^{\circ}C$ to Tmin = $-40^{\circ}C$, the accelerated testing conditions were from Tmax = $120^{\circ}C$ to Tmin = $-60^{\circ}C$, the AF (Acceleration Factor) was 2.25 and the testing time was reduced from 1,000 cycles to 444 cycles. Using the Bxlife test, the number of samples was 5, the required life was B0.04%.10years, in the acceleration condition, 747 cycles were obtained. After the thermal shock test under different conditions, the feeder cable assembly was examined by a network analyzer and compared with the Weibull distribution modulus parameter. The results obtained showed good results in acceleration life test mode. For the same reliability rate, the testing time was decreased by a quarter using ALT.