• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권4호
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• pp.59-63
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• 2013

In this paper, the impact of the copper densities of substrate layers on IC package warpage is studied experimentally and numerically. The substrate strips used in this study contained two metal layers, with the metal densities and patterns of these two layers varied to determine their impacts. Eight legs of substrate strips were prepared. Leg 1 to leg 5 were prepared with a HD (high density) type of strip and leg 6 to leg 8 were prepared with UHD (ultra high density) type of strip. The top copper metal layer was designed to feature meshed patterns and the bottom copper layer was designed to feature circular patterns. In order to consider the process factors, the warpage of the substrate bottom was measured step by step with the following manufacturing process: (a) bare substrate, (b) die attach, (c) applying mold compound (d) and post reflow. Furthermore, after the post reflow step, the substrate strips were diced to obtain unit packages and the warpage of the unit packages was measured to check the warpage trends and differences. The experimental results showed that the warpage trend is related to the copper densities. In addition to the experiments, a Finite Element Modeling (FEM) was used to simulate the warpage. The nonlinear material properties of mold compound, die attach, solder mask, and substrate core were included in the simulation. Through experiment and simulation, some observations were concluded.

• Design & Manufacturing
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• 제10권3호
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• pp.14-19
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• 2016

Thermally or electrically conductive filler reinforced polymer composites are extensively being developed as the demand for light weight material increases rapidly in industiral applications need good conductivity such as heat sink of the electronics or light. Carbon or ceramic materials like graphite, carbon nanotube or boron nitride are typical conductive fillers with good thermal or electical conductivity. Using these conductive fillers, the polymer composites in the market show wide range of thermal conductivity from approximately 1 W/mK to 20 W/mK, which is quite enhanced considering the thermal conductivity lower than 0.5 W/mK for most polymeric materials. The practical use of these composites, however, is yet limited to specific applications because most composites are still not conductive enough or too difficult to process, too brittle, too expensive for higher conductivity. For practical use of conductive composite, the thermal conductivity required depending on the heat releasing mode are studied first for simplified unit cooling geometry to propose thermal conductivities of the composites for reasonable cooling performance comparing with the metal heat sink as a reference. Also, as a practical design for heat sink based on polymer composite, composite and metal sheet hybrid structures are investigated for LED lamp heat sink and audio amplication module housing to find that this hybrid structure can be a good solution considering all of the cooling performance, manufacturing, mechanical performance, cost and weight.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권11호
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• pp.45-50
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• 2005

In this study, the casting/forging process was applied in manufacturing a low control arm, in order to prove that application of casting/forging process to Al6061 is likely to get the effect of light weight compared with existing steel products and to reduce the cost of materials. Firstly, In order to set up the optimum casting condition of the forging material, Al6061, casting experiments were carried out by controlling pouring temperature of the aluminum for casting, mold temperature, and pouring time. $700^{\circ}C$ pouring temperature, $300^{\circ}C$ mold temperature and 10-second pouring time were taken into account as the optimum casting conditions. With respect to a hot forging test, it is practiced on the basis of a temperature of materials, strain rate, and reduction rate so as to observe each microstructure and examine strain-stress curve simultaneously; examine tensile test and hardness test; eventually set up the optimum hot forging condition. A hot forging test, tensile test, hardness experiment, and microstructure observation were carried out on condition of $70\%$ reduction rate, $500^{\circ}C$ temperature of materials, and 1 strain rate. As a result of those experiments, 330MPa tensile strength, $16.4\%$ elongation, and 122.8Hv hardness were recorded. In oder to get a sound preform which has no unfitting cavity and less flash, two preforms were proposed on the basis of volume rate of the final product; the optimum volume rate of preform for the low control arm was $115\%$. In conclusion, it is confirmed that using the forging material rather than casting materials in casting/forging process is likely to get more superior mechanical properties. Compared with Al6061, performed by means of general forging, moreover, cast/forged Al6061 can not only stimulate productivity by reducing production processes, but cut down the cost of materials by reusing forging scraps.

• 한국융합학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.27-34
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• 2011

본 연구는 호빙 가공공정 없이 워엄 휠 기어 형상을 만들기 위한 워엄 휠의 개발을 위한 제품을 만드는 것이다. 호빙 가공 공정이 없기 때문에, 증가된 생산성과 등가의 품질을 가지는 플라스틱 워엄 휠이 결국 만들어지게 된다. 그 결과, 이 제품은 현대 모비스, 만도, TRW, KOYO/NSK/Showa(Japan), Delphai(Amercia)에 판매 될 것이다. 핵심 기술 및 전략은 다음과 같다. 워엄 휠의 성형을 위한 기술 보호는 최근 "헬리컬 기어(No. 10-2008-0105908) 성형"이 특허 공정으로 되어 있다. 나아가, "보스 삽입을 위한 위치 결정을 위한 성형 시스템"을 위한 특허 절차가 준비 중이다. 기어 기계가공 절차 없이 호빙 머신에 기어 성형 절차로서, 무엇보다 먼저, 기어를 만드는 코어 개발 기술이 주된 주제이다. 따라서, 코어 및 성형 기초가 초기 순서로 개발되지 않아서, 현재 개발되는 워엄 휠의 경우, 기어는 이차적으로 호빙 M/C로 기계가공 된다. 최종적으로는, 성형 기초 구조체를 위한 특허가 본 연구결과로 만들어질 예정이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권2호
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• pp.119-130
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• 2002

무시멘트 인공 고관절 전치환술 후, 복합재료 스템을 갖는 대퇴골의 장기 거동과 인공 대퇴 보철물의 설계 성능을 분석하기 위하여 비선형 유한요소 프로그램이 개발되었다. 한 발로 서 있을 때의 관절 접촉 하중과 근육하중이 적용되었고, 816개의 brick요소를 갖는 타원형 단면의 복합재료 스템으로 치환된 대퇴골이 3차원 유한요소로 모델링 되었다. 프로그램을 사용하여 대퇴골의 밀도 변화, 응력분포, 상대미소운동이 plate cut과 bend mold와 같은 제작 방법에 대한 스템의 적층 각도 변경에 따라서 평가되었다. 결과는 코발트 크롭 합금, 티타늄 합금, 스테인레스 강과 같은 금속 재료보다 AS4/PEEK, T300/976과 같은 복합재료가 적은 골 흡수를 보였다. 대퇴골 보철물의 장기 안정성 증대는 적당한 복합재료의 적층과 적층 각도의 선택에 의하여 얻어질 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.553-560
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• 2017

최근 신체 생물학적 인터페이스와 인체 유사 로봇 공학(Human-like robotics) 분야에서 요구하는 임의적인 형상 제작이 가능하다는 이유로 3D 프린팅 기술에 대한 그 관심이 높아지고 있다. 본 연구의 주된 고려사항은 PDMS로 제작한 탄성 중합체로 지지되는 3D 패키징 생물학적 센서(bio-sensor)의 제작이다. 3D 프린팅 공정을 이용한 PDMS 성형 몰드의 제작은 신체의 표면에 따라 달라지는 임의적인 형상에 적합한 bio-sensor의 제작 뿐만 아니라 고형화 과정 중 균일한 두께분포의 PDMS 성형이 가능하다는 점에서 기존 공정과는 차별화된 중요성을 갖는다. 이와 관련하여 본 연구에서는 몰드를 이용한 PDMS의 제작 과정 중 이형과정 에서의 유연성과 PDMS의 고형화 과정에서 제작 공정의 특성을 만족시키기 위한 PDMS 성형 몰드의 설계에 있어 여러 소재의 부분 별 선택적 배열과 관련한 유한요소해석과 실제 몰드 제작을 통한 실험을 진행하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제14권3호
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• pp.44-49
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• 2020

One of display trends today is development of high pixel density. To get high PPI, a small size of pixel must be developed. RGB pixel is arranged by evaporation process which determines pixel size. Normally, a fine metal mask (FMM; Invar alloy) has been used for evaporation process and it has advantages such as good strength, and low thermal expansion coefficient at low temperature. A FMM has been manufactured by chemical etching which has limitation to controlling the pattern shape and size. One of alternative method for patterning FMM is laser micromachining. Femtosecond laser is normally considered to improve those disadvantages for laser micromachining process due to such short pulse duration. In this paper, a femtosecond laser drilling for thickness of 16 ㎛ FMM is examined. Additionally, we introduce experimental results for controlling taper angle of hole by vibration module adapted in laser system. We used Ti:Sapphire based femtosecond laser with attenuating optics, co-axial illumination, vision system, 3-axis linear stage and vibration module. By controlling vibration amplitude, entrance and exit diameters are controllable. Using vibrating objective lens, we can control taper angle when femtosecond laser hole drilling by moving focusing point. The larger amplitude of vibration we control, the smaller taper angle will be carried out.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.301-308
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• 2015

철도차량의 경량화 일환으로 대차 프레임 스킨제작에 복합소재를 적용하여 RTM 기법으로 제조하는 방안을 검토하였다. RTM 기법은 공정설비의 단순화 및 복잡한 형상의 대형 구조물을 짧은 시간에 제조할 수 있는 장점이 있다. RTM 공정에서는 구조물에 기공이 갇힐 수 있기 때문에 수지 주입구와 배출구의 개수 및 위치 선정이 중요하다. 이번 연구에서는 섬유 프리폼의 투과성 계수를 등방성과 이방성 특성으로 구분하여 RTM 성형특성을 수치해석을 통해 예측하였다. 그로부터 투과성 계수에 따른 기공 형성과 성형 시간의 예측 및 수지 배출구의 최적 위치 등 공정조건을 선정하기 위한 대차 프레임 스킨의 RTM 성형 충전패턴을 분석하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.169-176
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• 2017

주조의 공정으로는 왁스패턴(wax pattern), 매몰(Investment), 탈왁스(Dewaxing)와 소성(Curing), 주물(Casting)등으로 나눌 수 있으며, 이러한 공정이 하나라도 소홀하게 되면 좋은 결과를 얻을 수 없게 된다. 2000년 이후, 3D 프린터가 발전되고 사용 횟수가 증가하였으나, 왁스 방식보다 광경화수지 방식의 프린터를 선호함으로 그의 따른 주물 결함이 더 심해지고 있다. 이러한 결함을 해결하기 위해 기존 왁스방식의 주조 결함을 선행논문을 통해 제시하였고, 특히 광경화수지 방식의 결함은 매몰과 탈왁스, 탈수지와 소성에서 기존과 다른 차이를 보였다. 이에 주조 실험을 통해 결과를 제시 하였으며, 특히 기존 방식의 승온곡선이 아닌 광경화수지만의 승온곡선을 제시하였다. 마지막으로 다이렉트 주조가 되지 못하는 것을 분류하고 형틀(Mold)제작에 대하여 제시하였다. 이에 본 연구를 통해 3D 프린터를 사용하는 사용자 또는 광경화수지를 다이렉트로 주조하려는 이들에게 조금이나마 도움이 되고자 한다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.708-713
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• 2014

대부분의 플라스틱 제품은 사출성형을 통해 생산된다. 사출성형에서 성형수축은 피할 수 없으며 이는 제품에 휨이나 뒤틀림을 유발하여 제품의 치수정밀도를 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. 사출성형 시 발생하는 휨이나 뒤틀림은 성형조건이나 제품의 형상에도 영향을 받지만 수지의 물성에 따라서도 다양하게 나타난다. 본 연구에서는 제품의 휨을 제어하기 위해 폴리카보네이트를 유리섬유로 보강하여 물성을 예측하였으며, 이를 이용하여 사출성형해석을 실시하였다. 사출성형해석을 통해 유리섬유로 보강된 수지에서 제품의 휨이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구방법의 타당성과 신뢰성을 검증하기 위하여 사출실험을 실시하여 수지의 물성에 따른 휨 값을 분석하였으며 해석과 실험에서 유사한 경향의 휨이 발생하는 것을 관찰할 수 있었다. 결론적으로 본 연구에서 수행한 바와 같이 해석 프로그램을 통해 수지의 물성을 설계하고 이를 통한 휨의 제어가 가능함을 확인할 수 있었다.