• 제목/요약/키워드: Manufacturing Process Variables

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고전압 전력반도체 소자 구현을 위한 확산 공정 최적화에 대한 연구 (A study on process optimization of diffusion process for realization of high voltage power devices)

  • 김봉환;김덕열;이행자;최규철;장상목
    • 청정기술
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    • 제28권3호
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    • pp.227-231
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    • 2022
  • 고전압 전력반도체의 수요는 산업의 전반에 걸쳐 증가하고 있는 추세이며, 특히 자율주행이나 전기자동차와 같은 교통 수단에 이용되는 경우 전동차의 동력 추진 제어 장치에 3.3 kV 이상의 IGBT 모듈 부품이 사용되고 있으며, 전동차의 신설과 유지 관리에 따른 부품의 조달이 매년 증가하고 있다. 게다가 기술 진입 장벽이 매우 높은 기술로서 해당 산업계에서는 고전압 IGBT부품의 최적화 연구가 절실히 요구되고 있다. 3.3 kV 이상 고전압 IGBT 소자 개발을 위해 웨이퍼의 비저항 범위 설정과 주요 단위 공정의 최적 조건이 중요한 변수이며, 높은 항복 전압을 위한 핵심 기술로 junction depth의 확보가 무엇보다 중요하다. 최적의 junction depth를 확보하기 위한 제조 공정 중에서 단위 공정 중 한 단계인 확산 공정의 최적화를 살펴보았다. 확산 공정에서는 주입되는 가스의 종류와 시간 그리고 온도가 주요 변수이다. 본 연구에서는 단위 공정의 시뮬레이션을 통하여 고전압 IGBT 소자 개발을 위한 웨이퍼 저항의 (Ω cm) 범위를 설정하고, 확산 공정의 온도에 따른 확산 공정의 WDR(Well drive in) 조건 최적화에 대하여 연구한 결과 링 패턴의 width 23.5 ~ 25.87 ㎛에 대하여 junction depth는 7.4 ~ 7.5 ㎛를 얻어 3.3 kV 고전압 전력반도체 지지에 최적화할 수 있었다.

전기가열방식 스크러버의 NF3 제거 효율 (The progress in NF3 destruction efficiencies of electrically heated scrubbers)

  • 문동민;이진복;이지연;김동현;이석현;이명규;김진석
    • 분석과학
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    • 제19권6호
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    • pp.535-543
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    • 2006
  • 현재 반도체 및 LCD(Liquid Crystal Display) 제조 공정에 널리 사용하는 $NF_3$는 국제적으로 대기중 배출량에 대한 규제를 실시 중인 온실가스 중의 하나다. 온실가스의 배출량 감축을 위하여 국내 대상 산업체들은 $NF_3$ 배출량의 감소에 지속적으로 노력을 해 오고 있다. 본 연구는 LCD를 제조하는 국내 3사에 설치된 $NF_3$ 처리용 전기가열방식 스크러버(scrubber)의 제거효율(DRE, Destruction and Removal Efficiency)과 process chamber에서의 $NF_3$ 사용 비율(use rate in process)을 측정하였다. 스크러버의 효율을 정확하게 측정하기 위하여, 비활성 기체인 He을 일정 유량으로 주입시켜주는 방법으로 시료를 채취하고, 정밀 가스질량분석기(Gas-MS)를 이용하여 시료 중 화학종들의 분압을 측정하였다. 세 회사에 설치되어 있는 스크러버의 효율을 측정한 결과, 2004년 이전에 설치한 스크러버의와 그 이후 개선한 스크러버의 DRE는 각각 52%와 95% 이상임을 확인하였다. 또한 Process chamber의 $NF_3$ 사용 효율은 1세대 및 2세대 공정라인에 설치한 RFSC(Radio Frequency Source Chamber)의 경우 75% 보다 낮지만, 3세대 이상 라인에 설치한 RPSC(Remote Plasma Source Chamber)의 경우는 95% 이상으로 측정이 되었다. 반도체 및 디스플레이 공정에 개선된 스크러버와 RPSC식 process chamber를 사용할 경우 $NF_3$ 배출량을 99.95% 이상 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 $NF_3$에 대한 국내 3사의 온실가스 감축 목표가 성공적으로 이루어 질 것으로 예상된다.

쿠멘 생산 공정의 경제성 최적화를 위한 샘플링 및 추정법의 비교 (Comparison of Sampling and Estimation Methods for Economic Optimization of Cumene Production Process)

  • 백종배;이기백
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권5호
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    • pp.564-573
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    • 2014
  • 이 연구는 벤젠과 프로필렌의 기상반응을 통해 쿠멘을 생산하는 쿠멘 생산 공정의 경제성 최적화에 대한 것이다. 최적화의 목적함수는 제품 판매 이득에서 자본비용, 유틸리티 비용, 원료 비용을 뺀 연간 조업이득이고, 설계변수는 6개이다. 설계변수의 변화에 따른 조업이득의 계산을 위해 Unisim Design과 Matlab을 연동하였다. 최적화는 3단계로 수행되었다. 설계변수를 샘플링한 후 조업이득 데이터를 얻고, 이 데이터로부터 설계변수와 조업이득의 관계를 추정 모델로 표현하고, 이 모델을 이용하여 최적화하였다. 추정모델로는 반응표면법에서 사용되는 2차 회귀 다항식과 비선형 모델인 support vector regression을 비교하였다. 설계변수의 샘플링 방법으로는 중심합성계획과 Hammersley 순차 추출법을 비교하였다. 각각 얻어진 모델을 이용한 최적화 결과, 추정방법으로는 SVR이, 샘플링 방법은 Hammersley 순차추출법이 더 정확하였다. 최적화된 조업이득은 연간 17.96 MM$로, 기준 조건에서의 연간 16.04 MM$에 비해 12% 증가하였다.

다변량 목표변수를 갖는 의사결정나무의 노드분리에 관한 연구 (A Study on the Node Split in Decision Tree with Multivariate Target Variables)

  • 김성준
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.386-390
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    • 2003
  • 데이터마이닝은 많은 양의 데이터로부터 의사결정에 유용한 패턴을 발견하는 과정으로서 최근 경영 및 공학 분야의 폭넓은 영역에서 많은 관심을 모으고 있다. 어떤 그룹을 여러 하위그룹으로 분류해내는 일은 데이터마이닝의 주요 내용 중 하나이다. 의사결정나무로 알려진 트리기반 기법은 그러한 분류모형을 수립하는 데 효율적인 방안을 제공한다 트리학습에 있어서 우선적인 관건은 목표변수에 의해 측정되는 노드불순도를 최소화하는 것이다. 하지만 공정관측, 마케팅과학, 임상분석 등과 같은 문제에서는 여러 목표변수를 동시에 고려해야 하는 상황이 쉽게 등장하는 데, 본 논문의 목적은 이처럼 다변량 목표변수를 갖는 데이터셋에서 활용할 수 있는 노드불순도 측정방안을 제시하는 데 있다. 아울러 수치 예를 이용하여 적용결과에 대해 논의한다.

유기발광(有機發光) 다이오드의 가속(加速) 수명(壽命) 시험(試驗)에 관한 연구(硏究) (Life Estimation of Organic Light Emission Diode by Accelerated Test)

  • 최영태;조재립
    • 한국품질경영학회:학술대회논문집
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    • 한국품질경영학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.262-268
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    • 2010
  • Organic light emitting diode is developed fast from 1963 after discovering electric light emitting phenomenon. First PMOLED(passive matrix OLED) product is manufactured and AMOLED(active matrix OLED) using TFT(thin film ransistor) is now in the center. PMOLED is mainly mounted at sub display. but AMOLED is mounted at main display. Also AMOLED expand the market to PMP(portable multimedia players), navigation and TV. Even thought OLED's market is opening to many applications, OLED is worried about lifetime until now. That's appeared in market in a very short time and is not known well about result of OLED's lifetime and reliability test. And there is no standard ssessment method and not enough study to standardization the method. A study's purpose is reduce the time for life test by accelerated current and it can do production possible design by accelerated life model in design phase. It's must be add to process variables and design variables(like ratio of light emitting, organic material structure, condition of aging, etc) to make the best use of supplied accelerated lifetime model in this paper. In terms of lifetime it needs each criterion of applications because of image sticking. In conclusion, it's possible to discover new defect because there is not much time to be opened in market and develop a method of manufacturing process & materials, so we need to study on the subject of this paper continuously.

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실험 설계와 디자인 스페이스 융합 분석을 통한 Angelica gigas Nakai 추출물을 함유한 로션 제조의 최적 공정 연구 (A Study of Optimal Lotion Manufacturing Process Containing Angelica gigas Nakai Extracts by Utilizing Experimental Design and Design Space Convergence Analysis)

  • 표재성;김현진;윤선혜;박재규;김강민
    • 융합정보논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.132-140
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    • 2022
  • 본 연구에서는 데커신 및 데커시놀 안젤레이트를 이용한 최적의 로션 제조 공정을 확인하기 위하여 연구를 진행하였다. 초기 로션 제형은 3개월 동안 점도(5,208±112 cPs), 함량(99.71±1.01%) 및 pH(5.62)을 유지하는 것을 확인하였다. 제조 공정D 혼합 4의 최적 제조 공정 확인은 22+3 완전 배치 요인법을 이용하였으며, 독립변수로 혼합 온도(40-80℃)와 혼합 시간(10-30 min)으로 종속변수로써 중요품질특성인 함량, pH, 질량편차를 확인하였다. 함량 및 질량편차는 도출된 회귀방적식의 결정계수는 약 0.9였고 p-value값은 0.05보다 작아 모델적합성을 확인하였다. 로션 제조를 위한 최적의 온도조건과 혼합 시간은 61.93℃와 15.85분으로 확인되었다. 혼합4 공정에 있어 혼합 온도(60℃)와 혼합 시간(15 min)에서의 함량은 100.69%, pH는 5.57, 질량편차는 98.07%으로 예측되었고, 실제 검증에서는 각각 100.29±0.98%, 5.57±0.02, 98.27±0.89%으로 예측된 값에 대하여 유사한 결과까지 확인 할 수 있었다.

소실모형주조법으로 제조한 박판형 Al-Si합금에서의 주형 충전 및 기계적 성질 (Mold Filling and Mechanical Properties of Thin Sectioned Al-Si Alloy Fabricated by Lost Foam Casting Process)

  • 김정민;이재철;최진영;조재익;최경환
    • 한국주조공학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.186-192
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    • 2017
  • The lost foam casting method was used to fabricate Al-Si alloy thin sheet specimens; the effects of chemical composition and process variables on the mold filling and mechanical properties were investigated. The mold filling capability was observed to be proportional to the pouring temperature, and both the vibration imposed during the casting and the application of a pattern coating had rather negative effects. The mold filling capability also decreased with the addition of Mg or TiB. When the Mg content increased, the tensile strength of the cast alloy was enhanced, but the elongation decreased. However, after T6 heat treatment, both the strength and the elongation were improved. TiB addition for grain refining or pattern coating did not significantly affect the tensile properties.

NUMBER OF CYCLES IN EVOLUTIONARY OPERATION

  • Lim, Yong-B.;Park, Sung-H.
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제36권2호
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    • pp.201-208
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    • 2007
  • Evolutionary operation (EVOP) proposed by Box (1957) is a method for continuous monitoring and improvement of a full-scale manufacturing process with the objective of moving the operating conditions toward the better ones. EVOP consists of systematically making small changes in the levels of the two or three process variables under consideration. Data are collected on the response variable at each point of two level factorial design with the center point and a cycle is said to have been completed. The cycles are replicated sequentially until the decision is made on whether further cycle of experiments is needed to conclude the significance of any of main effects or interaction effects or the curvature. In this paper, an improved flow chart of EVOP is proposed and how to determine the number of cycles is studied based on the size of type II error. In order to reject the alternative hypothesis of interests with more confidence and conclude that we believe in the null hypothesis of no effects, we propose a counter measure $p^*-value$ corresponding to the p-value. The relationship of $p^*-value$ to the probability of type II error ${\beta}$ under the alternative hypothesis of interests is analogous to that of p-value to the probability of type I error ${\alpha}$. Also the implementation of EVOP with a mixture experiment is discussed.

개량된 SIMPLE알고리듬을 이용한 비압축성 자유계면유동의 수치해석 (Modified SIMPLE Algorithm for the Numerical Analysis of Incompressible Flows with Free Surface)

  • 홍준표;이진호;목진호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권5호
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    • pp.609-616
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    • 2005
  • While the SIMPLE algorithm is most widely used for the simulations of flow phenomena that take place in the industrial equipments or the manufacturing processes, it is less adopted for the simulations of the free surface flow. Though the SIMPLE algorithm is free from the limitation of time step, the free surface behavior imposes the restriction on the time step. As a result, the explicit schemes are faster than the implicit scheme in terms of computation time when the same time step is applied to, since the implicit scheme includes the numerical method to solve the simultaneous equations in its procedure. If the computation time of SIMPLE algorithm can be reduced when it is applied to the unsteady free surface flow problems, the calculation can be carried out in the more stable way and, in the design process, the process variables can be controlled based on the more accurate data base. In this study, a modified SIMPLE algorithm is presented fur the free surface flow. The broken water column problem is adopted for the validation of the modified algorithm (MoSIMPLE) and for comparison to the conventional SIMPLE algorithm.

고속 이송계의 통합설계 (Integrated Design of High-speed Feed Drive Systems)

  • 김민석;정성종
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권12호
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    • pp.2028-2038
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    • 2003
  • High-speed feed drive systems have been widely used in the manufacturing and semiconductor industries. Specifications for high-speed systems require more advanced capabilities than conventional feed drive systems. It is necessary to devise special design concepts to achieve the level of performance for high-speed feed drive systems. In this paper, an integrated design method is proposed for high-speed feed drive systems in which the interactions between mechanical and electrical subsystems ought to be considered simultaneously during the design process. Based on the integrated design method, a nonlinear optimal design procedure of mechanical subsystems considering the Abbe and radius errors is accomplished through the design process of electrical subsystems satisfying the control stability and the saturation condition of actuators as well as the relative stability. Both mechanical and electrical parameters are considered as design variables. Simulations and numerical case studies show that the integrated design method of high-speed feed drive systems creates results satisfying the desired performances of mechatronic systems.