• 제목/요약/키워드: 접합부 온도

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IGBT의 도통상태 전압강하를 이용한 접합부 온도의 실시간 추정 (On-Line Estimation of IGBT Junction Temperature Using On-State Voltage Drop)

  • 김용석;설승기
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1997년도 추계학술대회 논문집 학회본부
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    • pp.441-444
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    • 1997
  • 최근 전력용 반도체 소자로서 많이 사용되고 있는 IGBT를 이용한 시스템의 제작시 신뢰성의 향상을 위해 시스템 운전시 정확한 접합부 온도를 순시적으로 추정할 필요가 있다. 기존의 소자온도 추정 방법들은 시스템 운전시의 순시적 추정이 아니라는 점과 정확한 접합부 온도가 아니라는 점이 문제가 된다. 본 논문에서는 시스템 운전시의 접합부 온도를 순시적으로 정확하게 추정할 수 있는 방법을 제시하여 경제적으로 시스템의 효율과 신뢰성을 높일 수 있도록 하였다.

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무연솔더볼의 신뢰성 규격 제정 (Standardization of reliability specification for lead free solder Ball)

  • 박재현;김영섭;이중주
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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    • pp.71-72
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    • 2004
  • 솔더접합부의 신뢰성을 평가하기위해서는 접합부에 대한 기본적인 기계적 특성 평가 및 온도, 수분, 진동, 응력 및 전압 둥 각종 환경하에서의 접합부에 대한 장단기 신뢰성시험이 요구된다. (중략)

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달 착륙선의 히터 작동온도 설정에 따른 솔더 접합부의 구조적 신뢰성 분석 (Investigation of Structural Reliability on Solder Joint According to Heater Set-point of the Lunar Lander)

  • 전영현;박태용;이장준;김정훈;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.167-174
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    • 2018
  • 달 착륙선에는 14일에 이르는 밤 구간동안 극한의 열환경에서 생존하기 위한 열원공급을 목적으로 히터가 적용되며, 이 때 전력생성이 제한되는 착륙선의 소요전력을 최소화하는 히터 작동 온도 설정치가 결정되어야 한다. 또한 상기 온도 설정치에 따른 착륙선의 온도 변화는 탑재 전장품에 적용된 전자소자의 솔더 접합부에 대한 열기계적 신뢰성과 연관되는 중요한 설계인자이다. 본 논문에서는 임무수명이 1년인 달 착륙선의 열해석 결과를 토대로 상용 신뢰성 수명예측도구인 Sherlock을 활용하여 상기의 온도 설정치에 따른 솔더 접합부의 열 기계적 신뢰성을 검토하였다.

유한 요소법에 의한 평면형 다중접합 열전변환기의 온도분포 해석 (Finite Element Method Analysis for Temperature Profile of a Planar Multijunction Thermal Converter)

  • 황찬순;조현덕;권재우;이정희;이종현;김진섭;박세일;권성원
    • 센서학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.196-206
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    • 2001
  • 열 영상 촬영에 의한 평면형 크로멜-알루멜 다중접합 열전변환기(TC 1)의 실제 온도분포를 측정하였다. 또한 유한 요소법에 의한 3차원 ANSYS 프로그램으로 열전변환기를 컴퓨터 시뮬레이션하여 열전변환기(TC 1${\sim}$TC 6)의 입력전력에 따른 온도분포를 예측하였다. TC 1의 고온 접합부 온도와 저온 접합부 온도의 차이가 가장 작고 TC 6의 고온 접합부 온도와 저온 접합부 온도의 차이가 가장 크게 나타나기 때문에 TC 1의 전압 감응도는 가장 작은 3.09 mV/mW로 측정되었고 TC 6의 전압 감응도는 가장 큰 4.03 mV/mW으로 측정되었다.

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주석-니켈 마이크로 분말을 이용한 EV 전력모듈용 천이액상 소결 접합 (Transient Liquid Phase Sinter Bonding with Tin-Nickel Micro-sized Powders for EV Power Module Applications)

  • 윤정원;정소은
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.71-79
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    • 2021
  • 본 연구에서는 고온 대응 EV (Electric Vehicle) 전력반도체 칩 접합용 Sn-Ni 페이스트의 제조 및 특성 평가 연구가 수행되었다. Sn-Ni 페이스트의 Sn과 Ni 함량에 따른 TLPS (Transient Liquid Phase Sintering) 접합부 미세 조직 변화 관찰 결과, Sn-20Ni (in wt.%)의 경우에는 Ni 분말의 부족, 그리고 Sn-50Ni의 경우에는 Ni 분말의 과다 포함에 따른 Ni 뭉침 현상이 관찰되었다. Sn-30Ni과 Sn-40Ni의 경우에는 TLPS 접합 공정 후 상대적으로 치밀한 접합부 단면 미세 구조 조직을 가짐을 확인하였다. TLPS 접합 공정 후 접합부 시편의 DSC 열 분석 결과로부터 TLPS 접합 공정 반응 동안 Sn과 Ni의 충분한 반응이 일어남을 확인하였으며, 접합 공정 후 접합부에는 Sn이 남아 있지 않음을 확인하였다. 추가적으로 공정 온도 변화에 따른 Sn-30Ni TLPS 접합부의 계면반응 및 기계적 강도 시험이 수행되었다. TLPS 접합 공정 후 접합부는 Ni-Sn 금속간화합물과 반응하고 남은 Ni 분말들로 구성되었으며, 접합 온도가 증가함에 따라 접합부 칩 전단강도는 증가하였다. 솔더링 온도와 유사한 270 ℃의 접합 온도에서 30분 동안의 TLPS 접합 공정 수행 후 약 30 MPa의 높은 칩 전단 강도 값을 얻었다.

솔더재료의 확산을 이용한 미세피치 솔더범프 접합방법 (A Study on Low Temperature Fine Pitch Solder Bump Bonding Technique Using Interdiffusion of Solder Materials)

  • 이민석;이승현;김영호
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.72-75
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    • 2003
  • 솔더의 상호확산을 이용한 저온 칩 접합을 구현하기 위하여 $117^{\circ}C$의 공정 온도를 가지는 In과 Sn 솔더패드를 $25\;mm^2$의 접합면적에 형성하고 두 솔더의 융점 보다 낮은 온도인 $120^{\circ}C$에서 접합을 시행하였다. 30초의 반응시간에서도 접합이 이루어 졌으며 반응시간이 지남에 따라 두 솔더가 반응하여 혼합상을 형성하였다. 솔더패드 접합에서 접합부는 낮은 접속저항과 높은 접속강도를 가짐을 확인할 수 있었다. $40\;{\mu}m$의 극미세피치의 In, Sn 솔더 범프를 형성하여 접합부를 형성하였으며 daisy chain을 형성한 접합부를 이용하여 평균 $65\;m\Omega/bump$ 저항값을 얻을 수 있었다. 상온에서 시효후 $54\%$의 접속저항이 감소함을 확인할 수 있었다.

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기계적 합금법으로 제조된 Ni기 산화물 분산강화 합금의 마찰압접에 관한 연구 (Friction Welding of Ni-Base ODS Alloy Prepared by Mechanical Alloying)

  • 강지훈;박성계;김지순;권영순
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • 한국분말야금학회 1994년도 추계학술대회강연 및 발표대회 강연및 발표논문 초록집
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    • pp.15-15
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    • 1994
  • M MA ODS 합금의 보다 폭넓용 실용확훌 위해 크게 요구되고 있는 적정 접합기술 개발의 한 방안£로, 마찰압접(Friction Welding) 방법의 가능성옳 조사하기 위하여 마찰압력과 시간, 마 찰 후 접촉압력(Upset Pressure) 풍을 다양하게 변화시켜 접합체톨 제조한 후, 접합체 강도에 대한 인장시험과 접합계연의 결합 및 미세구조에 대한 현미경 관찰, EDS에 의한 원소분석, 접 합이옴부의 경도분포와 파단면 분석 풍율 행하였다. 실험에 사용된 모재는 기계적 합금법으로 제조된 Inca사의 Ni기 MA 754 합금이었으며, 직경 l 10 mm, 길이 50 mm로 가공한 후, 아세통£로 초음파 세척하여 접합에 사용하였다. 접합온 브 레이크식 마찰압접기틀 사용하여 행하였으며, 회전시험편의 회전수는 2400 rpm이었A며, 다른 한쪽의 고정시험편과의 마찰압력 및 마찰시간온 각각 50 - 500 MPa과 1-5초로, 또한 업셋압 력도 50 - 600 MPa로 변화시켰다. 이때 업셋압력은 모든 시편에 대해 일정하게 6초동안 가하 였다. 얻어진 접합체는 각 압접조건 당 2개 이상의 접합시험편에 대해 상온 인장강도톨 측정하 였으며, 파단이 일어난 위치를 확인한 후 파면에 대한 분석율 주사전자현미경(SEM)과 에너지 분산형 분광분석기mDS)릎 사용하여 행하였다. 컵합이옴부의 첩합성올 확인하기 위하여, 접합 체를 접합변에 수직으로 절단, 연마한 후 광학현미경과 SEM, EDS 퉁으로 관찰, 분석하여 접 합부의 형상과 결합형성 여부, 접합계면의 미세조직 퉁옳 조사하였다. 또한 마찰압접에 따론 모재와 접합계연부의 경도분포훌 접합이옴부로부터 모재쪽으로 일정 간격율 두어 마이크로 비 커스 경도기로 측정, 조사하였다. 이상의 설험 결과, 다옴과 같온 결론옳 얻었다. ( (1) 접합체 강도가 모채 강도의 95% 이상이 되는 양호한 렵합체흩 얻기 위한 마찰압력 조건 온, 2400 rpm의 회전속도와 6초의 업셋압력 유지시간에서 마찰압력과 업셋압력, 그리고 마찰시 간이 각각 400 MPa 이상과 500 MPa 이상,2초입율 확인하였다. ( (2) 컵합이옴부의 관찰 결과, 모든 마찰압접 조건에서 컵합이옴부는, 기폰 모재의 texture 조직 을 유지하고 있는 모재부 영역(영역 ill)과 첩합계면부에 인접하여 업셋압력이 주어질 때 단조 효과에 의해 계연 외부로 metal flow가 일어나면서 형성된 영역 II, 매우 미세한 결정립으로 구성된 중앙부의 영역 1 로 이투어져 있옴융 확인하였다. ( (3) 최적접합조건이 충족되지 않온 경우, 접합부의 영역 I 에서 관찰된 void와 균열, 불균일한 접합계면 통의 접합결함에 Al과 Y. Ti 퉁£로 구성된 산화물률이 용집되어 있옴을 확인하였 다-( (4) 접합체의 파단 양상온 크게 접합부 파단과 모재부 파단, 이률의 혼합형 파단i로 나눌수 있었다. 모재부 파단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다.

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LED 접합온도 유지를 위한 전력 제어 시스템 (Power Control System for Maintain a LED Junction Temperature)

  • 박종연;정광현;유진완;최원호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.934_935
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    • 2009
  • LED는 기존조명에 비해 친환경적이고, 긴 수명을 갖기 때문에 현재에 이르러 광고조명이나 백라이트 유닛 그리고 실내 외 조명으로 각광받기 시작했다. LED를 조명으로 사용 함에 있어서 LED의 PN 접합부에서 발생하는 접합온도 상승을 고려해야한다. 접합온도 상승은 LED의 광 출력과 수명의 감소, 광색의 변화를 초래하기 때문에 광 출력 및 광색을 유지시키고, 수명을 예측하기 위해서는 LED의 접합온도를 일정하게 유지시키는 LED 전용의 전력제어 시스템이 필요하다. 본 논문은 LED 접합온도 측정 시스템과 구동전원을 설계 및 제작하였으며, 측정된 온도를 구동전원에 궤환시켜 접합온도를 일정하게 유지시키는 시스템을 제안하였다.

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열전소자를 이용한 발광다이오드의 발열 온도 제어 (Control of Heat Temperature in Light Emitting Diodes with Thermoelectric Device)

  • 한상호;김윤중;김정현;김동준;정종윤;김성인;조광섭
    • 한국진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.280-287
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    • 2011
  • 열전소자를 사용하여 발광다이오드의 방열효과를 조사하였다. 열전소자의 냉각기능인 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용하여, 고전력 발광다이오드의 방열과 p-n접합부의 온도를 제어하였다. 정격전류(350 mA)에 대한 고전력(1 W급) 발광다이오드(Light Emitting Diodes: LEDs)의 온도와 p-n접합부 온도는 각각 $64.5^{\circ}C$$79.1^{\circ}C$이다. 열전소자의 입력 전력 0.1~0.2 W에 대하여, LED의 온도와 접합부 온도는 각각 $54.2^{\circ}C$$68.9^{\circ}C$로 낮아진다. 열전소자에 입력 전력을 0.2 W 이상으로 증가할수록, LED의 온도와 접합부의 온도가 상승한다. 이는 열전소자에 의하여 흡수된 열이 LED로 역류하기 때문이다. 따라서 열전 소자의 냉각기능을 유지하기 위하는 열의 역류를 제어하여야 하며, 열의 역류는 LED의 온도와 방열장치의 온도 차가 클수록 커진다.