• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.19-31
• /
• 2022

최근 거대 데이터 기반의 미래 기술이 발전함에 따라 전자 소자의 고성능 및 고집적화 추세가 지속되고 있는데, 이는 심각한 발열 문제를 수반하여 소자의 신뢰성을 위협하는 주요 요인으로 작용하고 있다. 효과적인 열관리 대책을 수립하기 위해서는 소자의 구동 환경에서 온도 분포를 정확히 평가하고 방열 경로를 설계하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 소자의 온도 분포를 비접촉 방식의 높은 공간 및 시간 분해능으로 관찰할 수 있는 열반사 현미경 기술을 소개한다. 구체적으로 열반사 현미경의 원리 및 구동 형태를 알아보고, 온도, 공간, 시간 분해능 향상을 위한 최신 연구 동향과 다양한 전자 소자의 온도 및 열적 특성 분석에 적용된 사례를 함께 살펴본다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.1-13
• /
• 2014

The paper gives an overview of the concepts, basic requirements, and trends regarding packaging technologies of power modules in hybrid (HEV) and electric vehicles (EV). Power electronics is gaining more and more importance in the automotive sector due to the slow but steady progress of introducing partially or even fully electric powered vehicles. The demands for power electronic devices and systems are manifold, and concerns besides aspects such as energy efficiency, cooling and costs especially robustness and lifetime issues. Higher operation temperatures and the current density increase of new IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) generations make it more and more complicated to meet the quality requirements for power electronic modules. Especially the increasing heat dissipation inside the silicon (Si) leads to maximum operation temperatures of nearly $200^{\circ}C$. As a result new packaging technologies are needed to face the demands of power modules in the future. Wide-band gap (WBG) semiconductors such as silicon carbide (SiC) or gallium nitride (GaN) have the potential to considerably enhance the energy efficiency and to reduce the weight of power electronic systems in EVs due to their improved electrical and thermal properties in comparison to Si based solutions. In this paper, we will introduce various package materials, advanced packaging technologies, heat dissipation and thermal management of advanced power modules with extended reliability for EV applications. In addition, SiC and GaN based WBG power modules will be introduced.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.1-13
• /
• 2023

Hydronic heated road pavement (HHP) systems have been well established and documented to provide road safety in winter season over the past two decades. However, most of the systems run on asphalt, only a few are tested with concrete, and there rarely is a comparison between those two common road materials in their performance. The aim of this study is to investigate the thermal performance of the concrete HHP systems, including surface temperature variations of experimental pavements in winter season. For preliminary study a small-scale experimental system was installed to evaluate the heat transfer characteristics of the concrete HHP in the test field. The system consists of 3 concrete slabs made of 1 m in width, 1 m in length, and 0.25 m in height. In these slabs, circulating water piping was embedded with different pipe depths of 0.08 m (Case A), 0.12 m (Case B), and 0.20 m (Case C) and same horizontal space of 0.16 m. Heating performance in winter season was tested with different inlet temperatures of 25℃, 30℃, 35℃ and 40℃ during the entire measurement period. Overall, the surface temperature of the concrete HHPs remained above 3℃ in all experimental conditions applied in this study. The results of the surface temperature measurement with respect to the pipe depth showed that Case B was the highest among the three cases. However, the closer the circulating water pipe was to the pavement surface, the greater the heat exchange rate. This results is considered that the heat is continuously accumulated inside the pavements and then the temperature inside the pavements increases, while the amount of heat dissipation decreases as the temperature difference between the inlet and outlet of circulating water decreases. In this preliminary test the applicability of the concrete HHP on road deicing was confirmed. Finally, the results can be used as a basis for studying the effects of various variables on road pavements through numerical analysis and for conducting large-scale empirical experiments.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-10
• /
• 2016

This paper reports the trends of researches and technologies of electronic packaging using graphene. Electronic packaging is to provide the signal and electrical current among electronic components, to remove the heat in electronic systems or components, to protect and support the electronic components from external environment. As the required functions and performances of electronic systems or components increase, the electronic packaging has been intensively attracted attention. Therefore, technologies such as miniaturization, high density, Pb-free material, high reliability, heat dissipation and so on, are required in electronic packaging. Recently, graphene, which is a single two-dimensional layer of carbon atoms, has been extensively investigated because of its superior mechanical, electrical and thermal properties. Until now, many studies have been reported the applications using graphene such as flexible display, electrode, super capacitor, composite materials and so on. In this paper, we will introduce and discuss various studies on recent technologies of electronic packaging using graphene for solving the required issues.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권10호
• /
• pp.1011-1019
• /
• 2015

Insulated gate bipolar transistor (IGBT) 소자는 전동차, 항공기 및 전기 자동차에 가장 많이 사용되는 고전압, 고전력용 전력 반도체이다. 그러나 IGBT 전력소자는 동작 시 발열 온도가 매우 높고, 이로 인해, IGBT 소자의 신뢰성 및 성능에 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 발열 문제를 해결하기 위한 IGBT 모듈 패키지의 방열 설계는 매우 핵심적인 기술이며, 특히, 소자가 동작 한계 온도에 올라가지 않도록 방열 설계를 적절히 수행하여야 한다. 본 논문에서는 전동차에 사용되는 1200 A, 3.3 kV 급 IGBT 모듈 패키지의 열 특성에 대해 수치해석을 이용하여 분석하였다. IGBT 모듈 패키지에 사용되는 다양한 재료 및 소재의 두께에 대한 영향을 분석하였으며, 실험계획법을 이용한 최적화 설계를 수행하였다. 이를 통하여 열 저항을 최소화하기 위한 최적의 방열 설계 가이드 라인을 제시하고자 하였다.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.125-130
• /
• 2024

모빌리티 기술의 급격한 성장으로 산업 분야의 수요는 차량 내에 다양한 장비와 센서의 데이터를 안정적으로 처리할 수 있는 저장장치를 요구하고 있다. NAND 플래시 메모리는 외부에 강한 충격뿐만 아니라 저전력, 빠른 데이터 처리 속도의 장점이 있기 때문에 모빌리티 환경의 저장장치로 활용되고 있다. 그러나 플래시 메모리는 고온에 장기 노출될 경우 데이터 손상이 발생할 수 있는 특징이 있다. 따라서 태양 복사열 등 날씨나 외부 열원에 의한 고온 노출이 빈번한 모빌리티 환경에서는 온도를 관리하기 위한 전용 시스템이 필요하다. 본 논문은 모빌리티 환경에서 저장장치 온도 관리하기 위한 전용 온도 관리 시스템을 설계한다. 설계한 온도 관리 시스템은 전통적인 공기 냉각 방식과 수 냉각방식의 기술을 하이브리드로 적용하였다. 냉각 방식은 저장장치의 온도에 따라 적응형으로 동작하도록 설계하였으며, 온도 단계가 낮을 경우 동작하지 않도록 설계하여 에너지 효율을 높였다. 마지막으로 실험을 통해 각 냉각방식과 방열재질의 차이 따른 온도 차이를 분석하였고, 온도 관리 정책이 성능을 유지하는데 효과가 있음을 증명하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.586-591
• /
• 2010

Solar cells have been more intensely studied as part of the effort to find alternatives to fossil fuels as power sources. The progression of the first two generations of solar cells has seen a sacrifice of higher efficiency for more economic use of materials. The use of a single junction makes both these types of cells lose power in two major ways: by the non-absorption of incident light of energy below the band gap; and by the dissipation by heat loss of light energy in excess of the band gap. Therefore, multi junction solar cells have been proposed as a solution to this problem. However, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ generation solar cells have efficiency limits because a photon makes just one electron-hole pair. Fabrication of all-silicon tandem cells using an Si quantum dot superlattice structure (QD SLS) is one possible suggestion. In this study, an $SiO_x$ matrix system was investigated and analyzed for potential use as an all-silicon multi-junction solar cell. Si quantum dots with a super lattice structure (Si QD SLS) were prepared by alternating deposition of Si rich oxide (SRO; $SiO_x$ (x = 0.8, 1.12)) and $SiO_2$ layers using RF magnetron co-sputtering and subsequent annealing at temperatures between 800 and $1,100^{\circ}C$ under nitrogen ambient. Annealing temperatures and times affected the formation of Si QDs in the SRO film. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) revealed that nanocrystalline Si QDs started to precipitate after annealing at $1,100^{\circ}C$ for one hour. Transmission electron microscopy (TEM) images clearly showed SRO/$SiO_2$ SLS and Si QDs formation in each 4, 6, and 8 nm SRO layer after annealing at $1,100^{\circ}C$ for two hours. The systematic investigation of precipitation behavior of Si QDs in $SiO_2$ matrices is presented.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권1호
• /
• pp.59-77
• /
• 2022

현재 고준위방사성폐기물 처분을 위한 완충재의 설계 기준 온도는 100 ℃ 미만이기에 완충재의 열 분산 능력이 개선된다면 처분장의 처분 터널과 처분 공의 간격을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 완충재의 열-수리-역학 성능 기준을 분석하고자 하였으며, 완충재의 열전도도를 개선할 수 있는 고기능 완충재의 연구 현황에 대해 알아보고자 하였다. 우선, 열전도도는 가능한 높아야 하며 완충재의 열전도도 값은 건조밀도, 함수비, 온도, 광물조성, 벤토나이트 유형에 영향을 받는다. 또한 완충재에 함유된 유기물은 처분용기의 부식 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기에 완충재의 유기물 함량은 매우 낮아야 한다. 수리전도도는 근계암반보다 더 낮게 설정해야 하며, 완충재가 제 기능을 하기 위해 팽윤성이 적정해야 한다. 고기능 완충재 개발을 위해 대표적으로 모래, 흑연, 산화 흑연 등의 첨가제를 사용하며 흑연의 경우 모래보다 아주 적은 첨가량으로 열전도도를 크게 향상시킬 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.121-141
• /
• 2017

최근 전력구 지중 송전선의 허용 전류용량에 대한 정부규제로 인해 전력구 공사에 현장 되메움재의 열적 거동에 대한 연구가 중요해졌다. 점차 증대되는 고용량 전력공급에 대한 수요와 더불어, 허용 전류용량을 산정하기 위해, 전력 케이블 주변 온도 증가를 유발하는 요인을 예측하고 분석하는 것이 시급하다. 전력구 내부의 과도한 열확산으로 인한 지중 송전선로 주변의 온도 증가는 지중 송전선 자체의 열저항을 증가시켜 절연 파괴 및 열 폭주 현상을 야기한다. 따라서 전력구 설계 및 시공시, 되메움재에 따른 전력구 현장 열거동 메커니즘을 규명하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 현장 시험시공을 기반으로, 전력구내부와 주변지반의 온도 변화 및 열저항을 산정하기 위한 수치해석 모델을 개발하였다. 전력구 열거동 파악을 위한 수치해석은 현장시험 시공시 획득한 4개의 다른 종류의 되메움재의 열적 그리고 물리적 물성치를 기반으로 수행되었다. 또한, 실내 시험을 통해 산정한 각 되메움재의 열저항을 수치해석 모델에 입력변수로 적용했다. 전력구 내부에 일정한 열량이 공급될 때, 되메움재의 단위중량, 함수비, 열적 특성 등 여러 변수를 고려한 열거동 메카니즘을 모사할 수 있도록 열거동 수치해석 모델을 구성하고 1년 동안의 수행된 현장계측값과 비교를 통하여 개발된 수치해석 모델을 검증하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제4권4호
• /
• pp.395-398
• /
• 1991

Physiological reactions of 24 six months old (22.7 kg. body weight) Barki ram lambs, to hot summer conditions, as influenced by asbestos shading at Maryout area were studied. Animals (12 shaded and 12 Unshaded) developed hyperthermia during summer as their rectal temperature (RT) and respiration rate (RR) were always higher (p<0.01) than normal. Asbestos shading caused higher (p<0.05) RT and RR ($39.5^{\circ}C$ and 69.9 r.p.m. vs. 39.2 and 45.7 r.p.m.) of rams at morning (6-8 a.m.) which became lower ($39.9^{\circ}C$ and 104.3 r.p.m. vs. $40.1^{\circ}C$ and 120.5 r.p.m.) in afternoon (2-4 p.m.) as compared to sun exposure. Shading also resulted in higher hematocrit value (PCV) (35.3% vs. 33.0%) and lower (p<0.05) daily weight gain (128.57 vs. 131.43 g). Diurnal (p<0.01) and monthly (p<0.05) RT and RR changes were closely associated with air temperature (AT) fluctuations. Monthly variation (p<0.05) in PCV was evident. Puberty was reached one month later in the shaded as compared to the unshaded group (265 vs. 232.3 day, respectively). It is concluded that asbestos shading prevents efficient heat dissipation to the sky by hyperthermic rams during summer nights. Construction materials for animal shelters are of extreme practical importance.