• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.321-326
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• 2021

본 연구는 웨이퍼를 적재할 때 웨이퍼의 손상을 최소화 시키기 위한 기술이다. 반도체와 솔라셀에 이용되는 두께가 얇은 웨이퍼는 적재된 웨이퍼 사이의 표면 장력에 의해 웨이퍼의 분리를 어렵게 만들어 웨이퍼의 표면에 손상을 줄 수 있다. 이러한 웨이퍼의 손상을 최소화시키는 기술은 압축 공기를 웨이퍼 쪽으로 분사하고, 미소의 수평 이동 기구를 동시에 적용하는 것이다. 연구에 사용된 주요 실험 인자는 웨이퍼의 공급 속도, 압축 공기의 노즐 압력, 그리고 흡착 헤드의 흡착 시간이다. 실험 결과, 동일한 노즐 압력에서 웨이퍼의 공급 속도가 빠를수록 파손율이 증가하고, 동일한 공급 속도에서는 노즐 압력이 낮을수록 파손율이 증가한다. 그리고, 웨이퍼를 흡착시키데 필요한 시간은 어느 수준 이상이면 웨이퍼의 공급 속도에 따른 파손율에는 큰 영향을 미치지 않는다. 본 연구의 실험 범위 안에서 최적의 실험 조건은 웨이퍼의 공급 속도 600 ea/hr, 압축 공기의 노즐 압력 0.55 MPa, 흡착 헤드의 흡착 시간 0.9 sec 이다. 또한, 반복성능 실험을 통해 개선된 기술은 웨이퍼의 파손율을 최소화시킬 수 있음을 보여 주었다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.51-60
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• 2000

본 논문에서는 두께 방향의 와인딩 각도 변화를 고려한 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 해석을 수행하였다. 두께방향의 와인딩 각도를 고려하기 위하여 임의의 맨드릴 표면에 대한 필라멘트 와인딩 궤적을 찾아낼 수 있는 semi-geodesic path식을 도입하였다. 필라멘트 와인딩 된 압력탱크의 유한요소 모델링을 위하여 3차원 적층고체요소를 사용하였으며, 상용프로그램ABAQUS를 이용하여 유한요소해석을 수행하였다. 해석에서는 모재 파손에 의한 강성저하를 모사하기 위하여 재료 비선형성을 고려하였으며, 이를 위하여 각 하중 증분 후에 섬유 수직방향 응력을 모재의 인장강도와 비교하는 최대응력파손이론을 도입하였고, 파손이 일어난 층에 대해서 모재 방향의 재료 상수를 1/10로 저하시켰다. 그리고, 점진적 파손해석을 수행한 결과를 문헌에 주어진 실험데이터와 비교하였다.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.1-6
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• 2002

하이브리드 복합재료는 FRP나 MMC와 같은 복합재료에 비하여 높은 비강도, 내피로 특성을 가지고 있기 때문에 많은 관심을 받고 있다. 그러나 하이브리드 복합재료는 금속과 FRP의 결합구조로 되어있기 때문에 매우 복잡한 파손기구를 가지고 있다. 최근에는 비파괴 기법을 이용하여 이러한 복합재료의 파손기구를 평가하고자 하는 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 음향방출 기법을 이용하여 Al7075/CFRP 하이브리드 복합재료에 대한 손상정도 및 파손기구를 명확히 하고자 하였다. 특히 AE 사상수, 에너지, 진폭과 같은 AE 파라미터들은 Al7075/CFRP 하이브리드 복합재료의 파손과정을 평가하는데 효과적이었다. 더불어, 광학현미경을 이용하여 AE 신호와 시험편의 표면소상 특성과의 관계를 비교, 검토하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.695-704
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• 2016

항공기 착륙 시 발생하는 고무퇴적물은 젖은 노면에서의 표면 마찰력을 감소시키는 주원인으로 안전한 항공기 착륙을 위해 주기적인 제거를 실시하고 있다. 제거작업에 주로 사용되는 고압살수 방법은 고압의 물로 직접 표면을 타격함에 따라 표면 재료 유실의 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 고무 제거시 살수 압을 상대적으로 낮추어 표면 파손을 저감시키고, 저수압에도 효율적으로 고무퇴적물을 제거할 수 있는 사전 처리제 개발을 진행하였다. 이를 위해 사전 처리제에 적합한 기초재료를 선정하여 성능 평가, 침투율 평가, 현장 적용성 평가를 진행하였다. 이를 토대로 기초재료의 성능 개선에 필요한 첨가제의 비율을 1차적으로 선정하였고, 포장 영향성 평가를 통해 최적배합을 도출하여 고무제거 사전처리제 개발을 완료하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.323-330
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• 2009

본 연구의 목적은 전기 저항 측정을 통한 탄소 섬유 강화 복합재의 파손 감지를 위한 효과적인 방법을 개발하는 것이다. 이를 위하여 복합재 적층판에 특정 파손을 인위적으로 모사하고 전기 저항의 변화와 모사된 파손과의 관계를 정립하려 하였다. 많은 량의 측정치를 효과적으로 처리하기 위하여 자동화된 측정 시스템을 개발하였다. 전기 저항 측정을 위하여 시편 표면에 전극을 제작하는 방법을 개발하였다. 쿠폰과 평판형태의 탄소 섬유 강화 복합재 적층 시편에 인위적인 파손을 부과하고 전기 저항을 측정하고 그 결과를 후처리하는 과정으로 파손을 검출하였다. 쿠폰 형태의 시편은 제작시에 다양한 크기의 테플론 필름을 삽입하여 층간 분리를 모사하였다. 전기 저항 측정 결과 층간 분리 크기가 증가함에 따라 전기 저항도 증가하는 경향을 보였으며, 이를 통해 층간 분리의 존재와 그 크기를 검출할 수 있음을 보였다. 평판 시편은 초기에는 인위적인 파손 없이 제작하여 전기저항을 측정하고, 이후 특정 위치에 원공을 뚫고 원공의 직경을 증가시켜 가며 전기저항의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용한 평판은 각 변에 6개의 전극을 설치하여 총 24개의 전극을 갖도록 하였으며 수직, 수평, 대각선 방향의 전극간의 전기 저항을 측정하였다. 측정 결과는 탄소 섬유 강화 복합재 구조물의 파손 검출을 위하여 전기 저항 측정법의 가능성을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.101-101
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• 2016

DLC(Diamond Like Carbon)막은 그 물성의 다양함으로 인하여 산업기계, 금형, 공구, 광학 및 수송기기의 파워셀 부품등 많은 산업분야에 활용되고 있다. 일반적으로 DLC막은 증착에 사용되는 카본의 원료에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이는 탄화 수소계 가스(CxHy)를 사용하여 증착된 a-C:H(amorphous Hydro-Carbon)과 고체 카본을 사용하는 a-C(amorphous Carbon)이다. 또한 a-C 중 진공 아크 공법으로 제작된 막(ta-C : tetrahedral amorphous-Carbon)은 다이아몬드 성분인 sp3의 분률이 높아, 그 경도는 40 - 85 GPa 이상이며, 무수소화로 500도 이상의 고온에서도 그 물성의 변화가 적어 그 활용도가 높아지고 있다. 하지만 높은 경도와 더불어 막의 잔류응력이 높아 3 um 이상 후막화하는 것은 어렵다. 이는 높은 잔류응력으로 인한 막의 증착시, 막 자체가 파손되거나, 기판과 막사이의 계면 밀착력이 약하여 박리되거나, 또는 높은 밀착력으로 인하여 모재가 파손되는 등 다양한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 이 고경도 무수소 DLC막(ta-C)의 후막화하는 방안으로 주요 코팅 변수와 잔류응력과의 관계를 에너지 관점에서 파악하고 이를 활용 잔류응력을 제어하여 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.24-31
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• 2001

필라멘트 와인딩 연소관의 제작에 있어서 라이너 표면의 형상과 와인딩되는 섬유각도는 제작 공정상의 편의와 제작 후 구조물의 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 두 개의 반구를 합친 험상의 라이너 위에 와인딩된 로켓 연소관의 유한 요소 해석을 수행하였다. 32개의 스트레인 게이지를 표면에 부탁한 후 수압실험을 실시하여 유만 요소 해석 과정을 검증하였고, 웨이퍼(wafer)를 통한 국부적 보강 방법에 대한 해석을 수행하였다. 파손에 따른 재료의 비선형 거동을 고려한 점진적 파손 해석을 통해 연소관의 과열 압력과 취약부위에 대한 연구를 수행하였다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2013년 추계학술대회
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• pp.587-595
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• 2013

기계가공으로 인한 사고는 작업자에게 치명적인 경우가 많다. 이러한 사고는 완벽한 가공지그을 통해 대부분 예방이 가능하지만 제품설계초기 후가공과 양산 공정은 고려되지 않고 설계되어 기계가공 시 재해로 연결되는 경우가 빈번히 발생하고 있다. 사형주조법은 수작업으로 손쉽게 제품을 생산하는 장점을 가지는 반면 치수오차가 다른 양산공정 보다 크다는 단점을 가진다. 이런 사형 주조품을 기계 가공할 때 제품의 치수편차로 인해 불안전한 고정및 과다한 절삭, 제품이탈, 공구파손, 장비와 공구의 빠른 수명감소 등의 다양한 문제가 발생 하지만 사형주조의 특성상 개선하기 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 원형의 용기형태의 제품을 사형주조 후 기계가공 하는 것을 금형으로 대체하기 위한 셸몰드법을 제시하고 셸몰드로 만든 셸주형으로 주조함으로서 표면조도 평균 $Ra9.94{\mu}m$의 기계가공에 준하는 표면을 구현하였다. 외형의 정밀한 제품을 대량 생산하여 가공공정의 간소화 및 평균 두께 편차를 줄임으로서 제품파손 및 제작 시 발생할 수 있는 안전사고예방에 긍정적인 영향을 주었다. 기계가공전 제품의 치수정밀도를 높여 안전성, 생산성향상, 가공 공정단축, 환경개선 등을 이 가능함을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.1-13
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• 2008

본 연구에서는 다양한 아스팔트포장의 공용수명을 예측하기 위한 포장상태 평가의 사례를 제시하였다. ARAN(Automatic Road Analyzer)을 이용하여 균열 및 소성변형 감과 감전 포장의 표면파손 현황에 대한 조사를 실시하고 HPCI(Highway Pavement Condition Index)를 산정하였다. 포장 파손현황을 분석한 결과 가장 빈번한 형태의 파손은 Top-down 균열로 나타났다. FWD(Falling Weight Deflectometer)로부터 측정한 처짐데이터를 사용하여 포장의 탄성계수를 역산정하여 실내에서 구한 동탄성계수와 비교하였다. 그 결과를 역학적-경험적 방법과 AASHTO 93 설계법에 적용하여 포장의 지지력을 평가하였으며, 지지력은 설계수명 동안 충분한 것으로 평가되었다. 현재 포장의 주된 파손은 표층부의 Top-down 균열이므로 포장상태 평가로 계산된 HPCI와 기존 공용성 자료에 근거하여 포장의 잔존수명을 예측하였다. 포장상태 평가와 함께 포장의 조기파손 원인분석을 위해 대상구간의 코어 시편을 채취하여 공극률, 입도, 아스팔트 함량, 피로저항성 등의 물성을 측정하였다. 바인더를 태워 아스팔트 함량을 측정하는 방법은 현장시료의 경우 부정확한 것으로 나타났다. 실내시험결과 조기 균열이 발생한 가장 큰 이유는 다짐부족과 골재의 입도 부정확 등 시공시의 품질관리가 미흡한 것이 주된 원인으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.441-447
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• 2023

최근 경량 소재에 대한 수요 증가로 기존 금속과 복합재간 접합 관심이 지대하다. 리벳팅과 같은 볼트 체결인 기계적 결합의 경우 응력 집중, 균열 및 박리가 발생함에 따라 접착제를 사용한 화학적 결합이 주목받고 있다. 본 논문에서는 접착제의 접합강도 향상을 위해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행하였으며, 이에 대한 접착특성을 평가하고자 한다. 접합강도 실험을 위해 흔히 자동차용 소재로 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), CR340(Steel)과 Al6061(Aluminum)을 실험 소재로 선정해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행 후 단축전단강도를 측정하였다. 플라즈마 표면처리 후 CFRP-CR340 및 CFRP-Al6061 이종소재 시편에서 각각 접합강도가 7.3% 및 39.2% 향상되었다. CR340-Al6061 시편은 레이저 표면처리에서 기준 시편대비 56.2% 증가하였다. 플라즈마 표면처리 후 표면자유에너지(SFE)가 향상되었는데 이는 화학반응 메커니즘을 통해 손상을 최소화해 접합강도 향상을 나타낸 것으로 사료된다. 레이저 표면처리는 물리적 표면처리로 거친 접합 표면 생성으로 인해 mechanical interlocking 효과로 인해 접착 강도가 향상된 것으로 사료된다. 본 연구를 토대로 실제 구조물 파손의 대표적인 원인인 피로파손을 예방하기 위해 장기 피로시험을 진행 할 예정이다.