최근 참단 반도체 패키징 기술은 고성능 SIP(system in packaging) 구조로 발전해 가고 있고, 이를 실현시키기 위해서 구리 대 구리 접합은 가장 핵심적인 기술로 대두되고 있다. 구리 대 구리 접합 기술은 아직 구리의 산화 특성과 고온 및 고압력 공정 조건, 등 해결해야 할 문제점들이 남아 있다. 본 연구에서는 아르곤과 질소를 이용한 2단계 플라즈마 공정을 이용한 저온 구리 접합 공정의 접합 계면 품질을 정량적 접합 강도 측정을 통하여 확인하였다. 2단계 플라즈마 공정은 구리 표면에 구리 질화막을 형성하여 저온 구리 접합을 가능하게 한다. 구리 접합 후 접합 강도 측정은 4점 굽힘 시험법과 전단 시험법으로 수행하였으며, 평균 접합 전단 강도는 30.40 MPa로 우수한 접합 강도를 보였다.
자동차 인스트루먼트 패널에 사용되는 플라스틱의 온도와 시간에 따른 기계적 거동을 알아보기 위해 시편에 대한 인장 및 크리프 시험을 수행하였다. 여러 가지 온도에서의 물성치를 구한 결과 온도에 따라 물성치가 크게 변화함을 알 수 있었다. 4 가지 하중조건하에서의 3 점굽힘 크리프시험을 수행하고 지수법칙의 시간경화식을 적용하여 각종 계수를 구하고 크리프 거동을 간단한 식으로 표현하였다. 유한요소 크리프 해석 결과 하중이 커짐에 따라 수치해석 결과와 실험 결과가 차이가 커지지만 대체적으로 두 결과가 유사한 것을 확인할 수 있었다.
$1.5\;{\mu}m$-thick copper films deposited on silicon wafers were successfully bonded at $415^{\circ}C$/25 kN for 40 minutes in a thermo-compression bonding method that did not involve a pre-cleaning or pre-annealing process. The original copper bonding interface disappeared and showed a homogeneous microstructure with few voids at the original bonding interface. Quantitative interfacial adhesion energies were greater than $10.4\;J/m^2$ as measured via a four-point bending test. Post-bonding annealing at a temperature that was less than $300^{\circ}C$ had only a slight effect on the bonding energy, whereas an oxygen environment significantly deteriorated the bonding energy over $400^{\circ}C$. This was most likely due to the fast growth of brittle interfacial oxides. Therefore, the annealing environment and temperature conditions greatly affect the interfacial bonding energy and reliability in Cu-Cu bonded wafer stacks.
본 연구에서는 자연환경에 영향을 주는 에너지를 절감하기 위해 피복아크용접에서 가동철심형 용접기와 전력사용량이 적은 디지털 용접기(인버터 방식)를 비교하여 전력 사용은 적으며 용접성은 동일한 조건을 갖춰야 하는 부분을 확인하고자 한다. 가동철심형 용접기는 정현파를 출력하는 교류를 사용하며 디지털 용접기 또한 정현파 교류를 발생시켜 동일 조건을 갖추고 전력사용량은 적으며 같은 용접성을 갖추어야 한다. 다만 용접성은 다양하게 검증할 수 있으나 국가기술자격 용접 분야의 자격시험으로 한정하여 분석하고자 한다.
This study was carried out to manufacture bark board from oak bark by new processes and to examine the physical and mechanical properties of the board. This process with no addition of adhesive used higher pressure and temperature than the conventional one and was applied with or without paraformaldehyde. The results are as follows: 1. The new manufacturing process allowed a good bark board with high absorption coefficient. 2. The best manufacturing process for the mechanical properties of bark board was paraformaldehyde 10%-$250^{\circ}C$-100kg/$cm^2$-3 minutes, (bending strength 40kg/$cm^2$, internal bonding strength 2kg/$cm^2$) and the best manufacturing process for both the mechanical properties of bark board and economic point of view was $250^{\circ}C$-100kg/$cm^2$-3 minutes (bending strength 28kg/$cm^2$, internal bonding strength 1.52kg/$cm^2$). 3. Bark board showed specific gravities from 0.94 to 1.03 and air dried moisture content 9.2% to 11.7%, but Bark board needed paraffin wax emusion treatment. 4. The absorption coefficient of bark boards had two peaks along with frequency; one in 200-400 cps, the other 1200-2000 cps. The former was low but the latter great.
To investigate the relationship between plane and side drape coefficient, the drape tester designed in which coordinate of projected outline of draped specimen could be recorded. By using this drape tester, the three dimensional shape, plane and side drape coefficient were obtained from coordinate of plane projected shape, and furthermore examined the tendency in changes of drape coefficient in terms of diameter of specimen, deflection angle, and bending rigidity. The side drape coefficients were constant regardless of changes in diameter of specimen. The plane drape coefficients, however, made a little difference according to changes in diameter of specimen. The experimental drape coefficient agreed well with the theoretical drape coefficient according to deflection angle. In the meanwhile, when the plane drape coefficients were regressed with the side drape coefficents, regression equation was $y=0.375x-0.002x^2+6.9\times10^{-5}x^3$. When the $\overline{\theta_s}$ is mean of deflection angle of selected points which have the longest and shortest distance from center point in the node, the theoretical drape coefficient calculated from $\overline{\theta_s}$ has high correlation with experimental drape coefficient. The plane and side drape coefficient changed linearly with increasing the bending length, $\sqrt[3]{EI/w}$.
One of the major failure modes in composite sandwich structures is the separation between skins and core. In this study, the effect of employing foam filled composite corrugated core on the skin/core debonding (resistance to separation between skin and core) is investigated both experimentally and numerically. To this aim, triangular corrugated core specimens are manufactured and compared with reference specimens only made of PVC foam core in terms of skin/core debonding under bending loading. The corrugated composite laminates are fabricated using the hand layup method. Also, the Vacuumed Infusion Process (VIP) is employed to join the skins to the core with greater quality. Utilizing an End Notched Shear (ENS) fixture, three point bending tests are performed on the manufactured sandwich composite panels. The results reveal that the resistance to separation capacity and flexural stiffness of sandwich composite has been increased about 170% and 76%, respectively by using a triangular corrugated core. The Cohesive Zone Model (CZM) with appropriate cohesive law in ABAQUS finite element software is used to model the progressive face/core interfaces debonding the difference between experimental and numerical results in predicting the maximum born load before the skin/core separation is about 6 % in simple core specimens and 3% in triangular corrugated core specimens.
본 연구에서는 현재 운행 중인 도시철도차량의 전동차 출입문에 규칙적 다공질 금속, 즉, 트러스 요소로 이루어진 피라미드 트러스 코어를 적용 가능한가에 대해 구조 강성 측면에서 검토하였다. 전동차 출입문은 내외피 사이 심재부에 허니콤과 보강재로 구성된 샌드위치 구조이며, 충분한 굽힘 강성과 내구성 등이 요구된다. 현재, 전동차 출입문의 기계적 성능은 한국철도표준규격(KRS)과 도시철도용품 품질규격에서 명시되고 있는데, 3점굽힘시험을 수행하여 중앙부의 처짐량을 측정하여 구조강성의 만족 여부를 판정하고 있다. 기존의 허니컴 코어를 채용한 출입문에 비해 피라미드 트러스 코어로 대체한 출입문의 구조강성 비교를 위하여 기존의 허니콤 코어와 동일한 무게의 두 종류의 피라미드 트러스 코어를 설계, 고려하였다. 이후 한국철도표준규격에 명시한 시험조건에 따라 유한요소해석을 실시하였다. 피라미드 트러스 코어를 적용한 전동차 출입문의 3점굽힘해석 결과 피라미드 트러스 심재 출입문은 기존의 허니콤 심재에 비해 약 2.5%의 처짐량이 더 발생하였지만, 규격에서 요구한 강성 조건을 충분히 만족시켰다. 따라서, 다기능성에 유리한 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 심재는 기존의 허니콤 기반의 출입문을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
Piecewise Integrated Composite (PIC) 보는 하중 유형에 따라 구간을 나누어, 각 구간마다 하중 유형에 강한 복합재료의 적층 순서를 배열한 보이다. 본 연구는 PIC 보의 구간을 머신 러닝의 일종인 k-NN(k-Nearest Neighbor) 분류를 통해 나누어 기존에 제시되었던 PIC 보에 비해 우수한 굽힘 특성을 갖게 하는 것이 목적이다. 먼저, 알루미늄 보의 3점 굽힘 해석을 통하여 참조점에서의 3축 특성(Triaxiality) 값 데이터를 얻었고, 이를 통해 인장, 전단, 압축의 레이블을 가진 학습 데이터가 만들어진다. 학습 데이터를 통해 각 면마다 독립적인 k-NN 분류 모델을 구성하는 방법(Each plane)과 전체 면에 대한 k-NN 분류 모델을 구성하는 방법(one part)을 이용하여 k-NN 분류 모델을 생성하였고, 하이퍼파라미터의 튜닝을 통하여 다양한 하중 충실도를 도출하였다. 가장 높은 하중 충실도를 가진 k-NN 분류 모델을 기반으로 보를 매핑(mapping)하였고, PIC 보에 대하여 유한요소 해석을 진행한 결과, 기존에 제시되었던 PIC 보에 비해 최대하중과 흡수 에너지가 커지는 특성을 보였다. 하중 충실도를 수동으로 조절하여 100%로 만든 PIC 보와 비교하였을 때, 최대하중과 흡수에너지가 미소한 차이가 나타났으며 이는 타당한 하중 충실도로 보여진다.
Bamboo strand board (BSB) was made with Phyllostachys banbusoides growing in Damyang district. Physical and mechanical properties of this BSB were summarized as follows; The specific gravity of BSB was 0.63∼0.79. Specific gravity decreased slightly with the thickness and length of BSB. Moisture content of BSB manufactured was 5.8∼6.9%. The absorption ate of BSB (42∼48%) did not show any relationship with the thickness and length of BSB. The thickness swelling rate of BSB was 13.9∼17.0%, relatively higher than any other panel products. Thickness swelling rate increased with the thickness of BSB, showing the strand thickness influenced much more on the rate of thickness swelling of BSB than the length of strand. The 3-point bending strength of BSB was 98∼126kgf/$\textrm{cm}^2$. Bending strength of showed the tendency of increase with the increased length of BSB, but with the decreased thickness. In particular, the length of BSB showed more effect on the increase of bending strength of BSB than the thickness of BSB. The compression strength perpendicular to BSB surface was 411 ∼ 465 kgf/$\textrm{cm}^2$, and the optimal length of strand for the 1mm- and 2mm-thickness of strand was 40mm and 60mm, respectively. Compression strength paralleled to BSD was 160∼221kgf/$\textrm{cm}^2$ and the optimal length of strand for the 2mm-thickness of strand appeared to be 60mm. The present work showed that appearance, physical and mechanical strength of BSB appeared quite positive in terms of board qualities, suggesting that bamboo would be appropriate for the production of board materials. In addition, our work showed that the crucial factor for determining the mechanical characteristics of BSB was the dimension of strand.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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