• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권2호
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• pp.301-308
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• 2014

최근에 데이터가 대용량화됨에 따라 정보 저장의 중요성이 부각되고 있다. 본 연구는 대용량 저장장 치에 많이 사용되는 2.5인치 HDD에 대해서 가속 시험결과를 토대로 연간 제품 고장률을 예측하고 사용 환경에 대한 연간 제품 고장률과의 차이를 최소화 시키는 새로운 방안을 제시하고자 한다. 반품된 2.5인치 HDD 309개의 정보를 분석하여 실사용 환경의 시간당 전송량을 구했고, 가속 수명시험으로부터 가속 시험조건의 시간당 전송량을 구한 후, 사용률에 대한 가속 계수를 산출했다. 온도에 대한 가속 계수, 사용률에 대한 가속 계수와 고장률로 연간 제품 고장률을 예측하였다. 가속 시험의 시간당 전송량 81.4GB/hour와 사용자 93.4 %까지 대표하는 실사용 환경의 시간당 전송량은 5.8 GB/hour로 산출한 사용률에 대한 가속 계수는 14.1이다. 실사용 환경의 연간 제품 고장률은 1년 이후 안정화 되었으며, 이때 연간 제품 고장률은 0.3~0.378 % 이내에서 변동 하였다. 본 연구를 통하여 예측된 연간 제품 고장률은 0.4 %로 실사용 환경의 연간 제품 고장률과 75~94%의 일치됨을 보였다. 본 연구는 제조사의 가속수명 결과로 실사용 환경을 연간 제품 고장률을 예측하는 방법에 영향을 줄 것이다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권1호
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• pp.19-27
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• 2014

본 연구는 PC 사용 환경에 주로 사용되는 2.5인치 HDD의 수명을 예측하기 위해서, 시장 불량 모드분석을 반영한 시험계획을 수립하고, 온도 스트레스 인자를 반영한 가속 수명 모델을 구하고자 하였다. PC 사용 환경을 분석 한 후, 쓰기와 읽기 동작을 각 50 %, 임의 주소와 순차 주소방식을 각 50 %로 시험 절차를 정했고, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$ 환경에서 최대 성능의 95 % 성능조건으로 1000시간 시험하는 조건으로 가속 수명을 실시하였다. 시험과정에서 발생하는 불량 발생시간의 데이터로 anderson-darling 적합도 검증을 진행하여 불량 분포가 weibull 분포를 따름을 확인하였고, 형상모수와 척도모수가 동일함을 확인하였으며, 와이블-아레니우스 모형을분석하여, 형상모수 0.7177, 사용 조건($30^{\circ}C$)에 특성 수명 429434시간을 산출하였다. 가속 온도별 시험데이터로 동질성 검증을 실시한 결과 통계적으로 유의하지 않았으며(p<0.05), 활성화 에너지로 0.2775 eV를 산출하였다. 가속 시험의 정확성 확보차원에서 가속시험 불량시료와 시장 반품 시료로 고장분석을 진행한 결과, 불량 모드 별 점유율에 세부차이는 있으나, 점유율 순위는 일치 하였다. 본 연구는 PC환경에서 사용되는 2.5 inch HDD의 가속 시험 절차를 제안하며, 제조자와 사용자 간에 수명 예측에 대한 도움을 주고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.19-24
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• 2009

구조물 동특성 변경법이란 부가 구조물의 첨가나 삭제, 재료 물성치의 변경, 구조물의 형상변경 등을 이용해 구조물의 동특성을 향상시킬 수 있는 매우 효과적인 방법이다. 하지만 이러한 구조물 동특성 변경법 중 구조물의 형상 변경을 통해 그 구조물의 동특성을 향상시키는 방법은 지금까지는 주로 엔지니어의 경험이나 많은 시간을 요하는 시행착오법에 의존해 왔다. 따라서, 앞선 연구를 통해 이러한 구조물의 형상 변경을 통한 동특성변경법에 있어서 기존의 경험이나 시행착오법에 의존하는 방법이 아닌, 체계화된 방법론을 제안하게 되었으며 하드디스크 드라이브 (HDD)에 성공적으로 적용하였다. 제안된 그루브를 통한 표면형상변형 동특성변경법을 검증해 보기 위하여, 본 연구에서는 모든 요소가 엠보싱 되어 있는 극한의 경우로부터 최적화를 수행하고 앞선 연구에서 얻어진 최적화 결과와 비교함으로써 제안된 방법론의 효과를 검토해 볼 수 있었으며, 1차 고유진동수를 높이기 위한 최적화 결과 그루브의 형상은 앞선 연구결과와 같음을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권10호
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• pp.174-185
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• 2005

This paper presents the design, fabrication, and testing results of a dual stage actuator system for a fine positioning of magnetic heads in magnetic disk drives. A novel rotary microactuator which is electrostatically driven and utilized as a secondary actuator was designed. The stator and rotor electrodes in the microactuator was revised to have the optimal shapes and hence produces much higher rotational torque compared with the conventional comb-shape electrodes. The microactuators were successfully fabricated using SoG(silicon on glass) processing technology, which is known as being cost-effective. The fabricated microactuator has the structural thickness of $45{\mu}m$ with the gap width of approximately $3{\mu}m$. The dynamic characteristic of microactuator/slider assembly was investigated, and its natural frequency and DC gain were measured to be 3.4kHz and 32nm/V, respectively. The microactuator/slider assembly was integrated into a HDD model V10 of Samsung Electronics Co. and a dual servo algorithm was tested to explore the tracking performance of dual stage actuator system where the LDV signals instead of magnetic head signals were used. Experimental results indicate that this system achieves the tracking accuracy of 30nm. This value corresponds to a track density of 85,000 track per inch(TPI), which is about 3 times greater than that of current hard disk drives.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.96-101
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• 2009

In recent years, the demand for portable digital devices such as cellular phone, digital camera, and MP3 player has been largely increased. To meet the requirements of such portable applications the information storage devices with smaller size, higher capacity, and lower power consumption are needed. A small form factor (SFF) HDD using a load/unload (L/UL) system is one of the appropriate alternatives to satisfy these requirements. Due to complexity of L/UL process and mechanism, it is required to investigate for better understanding the effects of design parameters. Among the various design parameters, flexible cable and friction force on the L/UL ramp become important to the dynamic characteristics of L/UL process as the system is miniaturized. The program for L/UL simulation which considers the effect of flexible cable and L/UL ramp is needed. Unfortunately, there is hardly any commercial program for the L/UL simulation except the Computer Mechanics Laboratory (CML) air bearing design program and the CML L/UL simulation code. Furthermore, the design parameters such as flexible cable and the L/UL ramp are not considered in the CML L/UL simulation code. So we embody the L/UL simulation considering flexible cable and an L/UL ramp by using the ANSYS/LS-DYNA. In this thesis, the effects of flexible cable and friction force on the dynamic characteristics and the performances of the L/UL process are studied. Numerical simulation and related experiments are carried out and compared each other.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.5412-5419
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• 2011

산업의 발달에 따른 각종기기 장치들의 고속화, 소형화, 정밀화로 인해 고속 스핀들의 필요성은 점점 커지고 있다. 또한 공기동압베어링은 스테이지 모션에 대해서 무마찰 실현을 위해서 웨이퍼 생산용 광학 리소그래피 분야에도 적용된다. 공기동압베어링은 마찰에 의한 동력손실과 열 발생이 적어 고속회전에 유리하고 고정밀 회전이 가능하기 때문에 고속 고정밀 스핀들 시스템 및 하드 디스크 드라이브에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 축 하중 지지를 위해 헤링본 홈 형상을 가지는 공기동압베어링의 성능에 대한 수치해석을 수행하였다. 또한 본 연구에서는 공기동압베어링을 제작하기 위해서 기존의 기계 가공방법과는 다른 비접촉식 초정밀 가공 방법인 마이크로 전기화학가공에 의한 방법으로 마이크로 그루브 가공을 수행하였고, 수치해석 프로그램을 이용하여 전극의 간극, 전해용액 농도, 가공시간 등 이론적인 수치를 시뮬레이션 하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.261-261
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• 2016

플래시 메모리 (flash memory)는 DRAM(dynamic racdom access memory)이나 SRAM(static random access memory)에 비해 소자의 구조가 매우 단순하기 때문에 집적도가 높아서 기기의 소형화가 가능하다는 점과 제조비용이 낮다는 장점을 가지고 있다. 또한, 전원을 차단하면 정보가 사라지는 DRAM이나 SRAM과 달리 전원이 꺼지더라도 저장된 정보가 지워지지 않는다는 특징을 가지고 있어서 ROM(read only memory)과 정보의 입출력이 자유로운 RAM의 장점을 동시에 가지기 때문에 활용도가 크다. 또한, 속도가 빠르고 소비전력이 작아서 USB 드라이브, 디지털 TV, 디지털 캠코더, 디지털 카메라, 휴대전화, 개인용 휴대단말기, 게임기 및 MP3 플레이어 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 낸드(NAND)형의 플래시 메모리는 고집적이 가능하며 하드디스크를 대체할 수 있어 고집적 음성이나 화상 등의 저장용으로 많이 쓰이며 일정량의 정보를 저장해두고 작업해야 하는 휴대형 기기에도 적합하며 가격도 노어(NOR)형에 비해 저렴하다는 장점을 가진다. 최근에는 smart watch, wearable device 등과 같은 차세대 디스플레이 소자에 대한 관심이 증가함에 따라 투명하고 유연한 메모리 소자에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있으며 유리나 플라스틱과 같은 기판 위에서 투명한 플래시 메모리를 형성하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 전하트랩형 (charge trap type) 플래시 메모리는 플로팅 게이트형 플래시 메모리와는 다르게 정보를 절연막 층에 저장하므로 인접 셀간의 간섭이나 소자의 크기를 줄일 수 있기 때문에 투명하고 유연한 메모리 소자에 적용이 가능한 차세대 플래시 메모리로 기대되고 있다. 전하트랩형 플래시메모리는 정보를 저장하기 위하여 tunneling layer, trap layer, blocking layer의 3층으로 이루어진 게이트 절연막을 가진다. 전하트랩 플래시 메모리는 게이트 전압에 따라서 채널의 전자가 tunnel layer를 통해 trap layer에 주입되어 정보를 기억하게 되는데, trap layer에 주입된 전자가 다시 채널로 빠져나가는 charge loss 현상이 큰 문제점으로 지적된다. 따라서 tunnel layer의 막질향상을 위한 다양한 열처리 방법들이 제시되고 있으며, 기존의 CTA (conventional thermal annealing) 방식은 상대적으로 높은 온도와 긴 열처리 시간을 가지고, RTA (rapid thermal annealing) 방식은 매우 높은 열처리 온도를 필요로 하기 때문에 플라스틱, 유리와 같은 다양한 기판에 적용이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 기존의 열처리 방식보다 에너지 전달 효율이 높고, 저온공정 및 열처리 시간을 단축시킬 수 있는 마이크로웨이브 열처리(microwave irradiation, MWI)를 도입하였다. Tunneling layer, trap layer, blocking layer를 가지는 MOS capacitor 구조의 전하트랩형 플래시 메모리를 제작하여 CTA, RTA, MWI 처리를 실시한 다음, 전기적 특성을 평가하였다. 그 결과, 마이크로웨이브 열처리를 실시한 메모리 소자는 CTA 처리한 소자와 거의 동등한 정도의 우수한 전기적인 특성을 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, MWI를 이용하면 tunnel layer의 막질을 향상시킬 뿐만 아니라, thermal budget을 크게 줄일 수 있어 차세대 투명하고 유연한 메모리 소자 제작에 큰 기여를 할 것으로 예상한다.