• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권2호
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• pp.11-15
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• 2011

폴리머의 흡습문제를 해석하기 위해 흡습확산 지배방정식과 열전달 방정식을 고찰하였다. 두 방정식의 동일 한 형식의 편미분방정식이기 때문에 상사의 법칙을 적용하여 물체가 등온 하중조건을 받고 있을 때 단일 매질의 확산문 제를 상용유한요소코드에 의해 수치적으로 해석하였다. 여러 소재로 구성된 매체는 흡습질량이 접착면에서 불연속 특성 을 갖기 때문에 확산해석에 상사법칙을 직접적으로 적용할 수 없으나 흡습관련 소재 특성이 온도만의 함수인 소재로 구 성된 매체에서 흡습확산 문제는 접착면에서 연속성을 가지고 있는 압력비를 고려함으로써 해석하였다. 실리콘-비전도성 수지 접합체의 측정된 흡습 변화량은 접합면을 경계조건으로 하고 단일 매체에 대한 해석 결과와 매우 근접한 결과를 보였으나, 복합체로 해석한 결과는 흡습시간이 경과할수록 점점 큰 오차가 발생하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3442-3447
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• 2014

본 논문에서는 간단한 플라스틱전자패키지의 폴리머 흡습특성 평가 방법을 제시하였다. 흡습팽창에 의한 변형을 측정하고 유한요소법으로 해석하였다. 흡습특성 평가를 위해 시편제작을 제작하고, 흡습시간에 따라 폴리머에 내재된 수분질량을 측정하여, 수치해석 결과와 비교분석하였다. 흡습확산 방정식은 열전달 방정식과 유사한 형태를 가지고 있기 때문에 열전달 해석 절차에 따라 상용 유한요소코드를 적용하여 흡습압력비를 구하고, 자체코드로 흡습질량을 계산하였다. 비전도성 폴리머는 동일 제품이라도 생산시기에 따라 흡습특성에 변화가 있었다. 여러 가지 흡습특성에 대해 흡습질량을 수치해석으로부터 계산하고 측정치에 가장 근접한 흡습질량 변화의 그래프를 선택하여 최적의 확산계수와 용해도를 구하였다. 제시된 방법은 빠른 대응을 요구하는 생산현장에서 반도체 패키지 폴리머의 흡습특성을 신속하게 평가하는 데 적용될 수 있을 것이다. 또한 흡습팽창을 모아레 간섭계로 측정하고 수치해석으로 비교하였다. 결과적으로 흡습질량의 측정값과 수치해석 결과를 비교하여 용해도와 확산계수는 0.0320 [g/mm/N]과 0.243 [$mm^2/{\mu}s$]으로 결정하였고, ANSYS 구조해석에 의한 변형은 모아레 간섭에 의한 측정결과와 매우 유사하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.108-113
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• 2005

본 연구 에서는 고해상도 우주용 카메라의 경통부의 복합재 적층설계를 열환경 및 흡습에 의한 영향을 고려하여 수행하고 다층 지그재그이론에 기초하여 개발된 삼각형 유한요소를 이용 열흡 습 해석을 수행하여 융단도표를 통하여 도출된 최적 적층설계가 광학성능 허용범위를 만족하는지 검증 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.977-984
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• 2013

흡착식 제습기에 적용되는 제습 로터는 높은 제습 성능을 달성키 위해, 흡수율이 높은 재질로 구성된 수많은 미세 채널을 포함하고 있다. 본 연구에서는 습공기 흐름에 의해 나타나는 제습 로터 내부의 반복적인 흡착/탈착 과정에 대한 수치해석 결과를 소개한다. 수치해석의 정확도와 효율성을 고려하여 흡습층 내부에서는 표면 확산(surface diffusion)만을 고려하여 해석을 수행하였다. 해석결과는 이전의 연구와 비교하였고, 온도에 대한 비교 오차는 약 2%이하인 점을 감안하여 해석결과가 매우 잘 일치하는 것을 확인하였다. 단일 채널 내부에서 유동층 (flow layer)과 흡습층 (desiccant layer) 간 열/물질전달 연계 해석을 통하여 채널 내부의 수증기 분율, 흡수된 물 분율과 온도 등에 대한 시간 및 공간적 변화를 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.37-42
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• 2022

최근 반도체 패키지 구조는 점점 더 얇아지고 복잡해지고 있다. 두께가 얇아짐에 이종 계면에서 물성차이에 의한 박리는 심화될 수 있으며 따라서 계면의 신뢰성이 패키징 설계에 중요한 요소라 할 수 있다. 특히, 반도체 패키징에 많이 사용되는 폴리머는 온도와 수분에 영향을 크게 받기 때문에 환경에 따른 물성 변화 고려가 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 온도조건에서 수분의 흡습과 탈습을 모두 고려한 패키지 구조의 계면 박리 예측을 유한 요소 해석을 통해 수행하였다. 확산계수와 포화 수분 함량과 같은 재료의 물성은 흡습 실험을 통해 확보하였으며, 흡습 이후 TMA 와 TGA 를 통하여 각 재료의 수분 팽창 계수를 확보하였다. 각 계면의 접합 강도 평가를 위해 수분의 영향을 고려하여 다양한 온도 조건에서 마이크로 전단 실험을 수행하였다. 이러한 물성을 바탕으로 온도와 수분에 의해 발생하는 변형을 모두 고려한 패키지 박리 예측 해석을 수행하였으며, 결과적으로 리플로우 공정 동안의 실시간 수분 탈습 거동을 고려한 계면 박리 예측을 성공적으로 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권4호
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• pp.1347-1355
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• 1996

The purpose of this paper is to evaluate the delamination and fracture integrity of the IC plastic package under hygrothermal loading by stress analysis and fracture mechanics approaches. The plastic SOJ package with a dimpled diepad under the reflow slodering process of IR heating type is considered. On the package without a crack, the stress variation according to the change of the design variables such as the material and shape of the package is calculated and the possibility of delamination is considered. For the model fully delaminated between the chip and diepad, J-integrals are calculated for the various design variables and the fracture integrity is discussed. From the results, optimal design values of variables to prevent the delamination and fracture of IC package are obtained. In this study, FDM program to obtain the vapor pressure from the content of moisture absorbed into the package is developed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.619-624
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• 2013

이동용 전자기기에 적용 가능한 유연성 전자모듈이 롤투롤 공정에 의해 개발되었다. 개발된 전자모듈은 모듈 내의 폴리이미드층이 유연성 기판 역할을 하고 그 사이에 동선과 이방성도전필름과 박막 실리콘 칩과 모듈의 봉지재 역할을 하는 접착재료로 구성된다. 개발된 유연성 전자모듈의 신뢰성을 평가하기 위하여 일련의 인증시험을 수행하였다. 시험수행 결과 열 습도 복합하중 조건인 오토클레이브 시험 후에 시편 모듈 내에 박리가 발생하였다. 오토클레이브 시험에서 열과 습기가 유연성 전자모듈에 어떤 응력을 발생시키는지를 범용 유한요소 프로그램으로 연구하였다. 열 흡습 복합하중조건에서 열과 흡습에 의한 영향을 분리하여 상대적으로 평가해 보기 위하여 오토클레이브 조건 중 온도조건에 해당하는 $121^{\circ}C$ 온도조건 만을 적용하여 해석을 별도 수행하고 두 결과를 비교하였다. 또한 비교 해석결과를 바탕으로 유연성 전자모듈의 고장메커니즘을 추정하였다.

• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.19-27
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• 1999

항공기 비행조종장치의 설계와 구조해석을 위해 카본/에폭시 복합재 적층판에 대한 설계개발시험을 수행하였다. 설계개발시험으로 수분흡수시험, 인장, 압축, 베어링, 접합전단시험을 수행하였다. 수분흡수시험을 수행하여 섬유배양에 따른 흡습거동을 관찰하고, 무흡습과 고온·고습하에서의 기계적 특성치를 비교하였다. 인장시험에서는 복합재의 파손에 영향을 미치는 표면 긁힘, 충격 등의 운용손상 요인을 적용하였고, 베어링시험에서는 볼트의 종류와 결합형태를 달리하여 베어링강도를 비교하였다. 설계개발시험을 통해 환경하중배가계수 및 설계허용치를 획득하였으며, 이를 비행조종장치 구조물의 인증시험에 대한 설계변수로 사용하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권1호
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• pp.164-170
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• 1999

저장 중 쌀의 수분이동에 따른 균열현상을 구명하고 균열을 발생시키는 임계조건을 산출하여 이를 토대로 쌀의 균열을 방지할 수 있는 저장조건을 확립하였다. 쌀의 평형상대습도와 노출된 환경의 상대습도의 차이$({\Delta}ERH)$가 적을 때는 균열이 발생하지 않은 반면, 그 차이가 임계치보다 클 때는 균열이 발생하였으며 균열의 발생정도는 쌀의 평형상대습도와 환경의 상대습도의 차이가 클수록 심하게 나타났다. 탈습환경 하에서는 불규칙한 형상의 균열이 쌀알의 외부에 발생하였으며 흡습환경 하에는 규칙적인 형상의 균열이 쌀알의 내부에 축방향과 수직방향으로 방사상으로 발생하였다. 노출시간별 균열발생 패턴을 Weibull함수에 의거하여 해석한 결과, ${\Delta}ERH$가 클수록 균열속도상수가 증가하였다. 동할미 발생률은 In$({\Delta}ERH)$에 따라 직선적으로 증가하였으며, 임계 균열발생 상대 습도차(critical crack-inducing ${\Delta}ERH$)는 탈습시 $11.3{\sim}16.4%$, 흡습시 $10.8{\sim}17.1%$의 값을 보였다. 실험결과를 토대로 수분함량 및 수분활성도 별 쌀의 안전저장 상대습도를 나타내는 diagram을 제시하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제19권3호
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• pp.231-238
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• 1987

서로 다른 외관색택을 갖는 (적갈색 및 담백색) 2종의 된장을 동결건조하고 분말화 하였다. 이들의 흡습거동을 여러 수분찰성도$(0.11{\sim}0.88)$ 및 서로 다른 세온도(25, 40 및 $50^{\circ}C$)에서 조사하였으며, 품질 특성 및 저장안정성의 관점에서 동력학적 및 열역학적 해석을 하였다. 시료 분말된장의 등온수분흡착은 BET분류에 따른 typell에 속하였고, Henderson의 경험식으로 잘 설명할 수 있었다. Caurie식으로부터 계산한 저장 안전수분량은 온도에 의존하였으며 $5.5{\sim}3.98%$(건량기준)범위 이었다. 수분흡습과정은 평형수분함량과 임의의 수분함량과의 차이에 대한 1차 속도식에 따랐으며, 초기에 높은 흡습성을 나타내는 특징을 보였다. 분산성 및 색차의 변화는 저장수분활성도에 민감한 의존성을 보였으며, 최대의 저장안정성은 저장안전 수분함량수준에서 나타났다. 또한, 수분함량에 대한 열역학적 변수의 변화도 저장안전 수분함량수준에서 유의성이 있었으며, 분말된장이 저장안정성과 높은 상관성을 갖는 것으로 나타났다.