• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.65-70
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• 2021

본 연구에서는 레이저 접합 공정을 이용하여 flame retardant-4 (FR-4) 인쇄회로기판 (printed circuit board, PCB)의 organic solderability preservative (OSP) 표면처리 된 Cu pad와 전자부품을 Sn-57Bi-1Ag 저온 솔더 페이스트로 접합을 한 후 접합부의 계면 특성과 기계적 특성에 대하여 보고 하였다. 레이저 접합 공정은 레이저 파워 및 시간 등을 다르게 진행하여 접합 공정 조건이 접합부의 계면 및 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 레이저 접합 공정의 산업적 적용을 위하여 산업적으로 많이 이용되고 있는 리플로우 접합 공정을 이용한 접합부의 특성과도 비교 하였다. 레이저 접합 공정 적용 결과 2, 3 s의 짧은 공정 시간에도 계면에 Cu₆Sn₅ 금속간화합물 (intermetallic compound, IMC)를 생성하여 접합부를 안정적으로 형성함을 확인 하였다. 또한, 리플로우 공정과 비교해 보았을 때 레이저 접합 공정을 적용할 경우 접합부의 보이드 형성이 억제됨을 확인할 수 있었으며 접합부의 전단강도도 리플로우 공정 접합부보다 높은 기계적 강도를 나타냈다. 따라서, 레이저 접합 공정을 적용할 경우 짧은 접합 공정 시간에도 불구하고 안정적인 접합부 형성 및 높은 기계적 강도를 확보할 수 있는 것으로 기대된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.2005-2006
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• 2011

작은 크기 다양한 입출력 포트 등의 많은 이점으로 PCB 회로기판에서 볼그리드배열(BGA) 방식의 기판이 사용되고 있다 하지만 BGA 기판 내부 기포는 기판의 성능을 떨어뜨리고 실패를 야기한다 자동적으로 X-ray 영상에서 기포를 검출하기 위해서 본 논문에서는 국부 영상 명암 변량 측정 방법을 이용한 새로운 덩어리 검출기를 제안한다 국부 영상 명암 변량의 활용은 영상의 밝기 기포의 모양, 기포의 위치 및 부품간의 간섭등에도 연산 결과에 영향이 적은 불변성을 가진다. 또한 박스 필터의 다양한 사이즈를 적용하여 다양한 크기의 영상을 분석하므로 결과적으로 제안한 덩어리 검출 필터는 기포의 다양한 크기에 도강력하다. 실험 결과는 제안한 기법이 정상 부위를 비정상 부위 로보이는 확률false-ratio)을 낮게 유지하면서 기포 검출률을96.104% 까지 높일 수있음을 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.291-298
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• 2020

태양광(PV, Photovoltaic) 시스템의 발전량은 일사량 및 기온 등 날씨 변수에 따라 변동한다. 특히 일사량 변화에 민감하게 반응하는 PV 시스템의 출력 특성은 최대 전력 점 추적(MPPT, Maximum Power Point Tracking) 제어를 통해 변화하는 기상 환경에서도 효율적이며 안정적으로 최대 전력을 생산할 수 있다. 본 논문에서는 PV 시스템의 전력생산 효율 개선과 안정성을 높이기 위해 퍼지 로직 기반의 MPPT 제어 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능 검증을 위해, 동일 기상 조건하에서 기존의 대표적인 MPPT 제어방식인 P&O(Perturb and Observe)와 새로 제안한 퍼지 로직의 효율과 안정성을 실증적으로 비교 및 평가한다. 더욱이 하드웨어의 안정도 및 신뢰도 향상을 위해 설계한 회로를 인쇄 회로 기판(PCB, Printed Circuit Board)으로 제작하여 실험을 진행했다. 특정 기간동안 prototype으로 진행한 실험 결과를 통해, 본 논문에서 제안한 퍼지 로직 기반의 MPPT가 기존의 P&O MPPT 대비 4.4% 이상의 효율 개선과, 최대 전력 점에서 변동 폭의 39.7% 이상 감소가 확인된다.

• ETRI Journal
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• 제41권6호
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• pp.811-819
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• 2019

We propose a substrate with high thermal conductivity, manufactured by the low-temperature co-fired ceramic (LTCC) multilayer circuit process technology, as a new DC/DC converter platform for power electronics applications. We compare the reliability and power conversion efficiency of a converter using the LTCC substrate with the one using a conventional printed circuit board (PCB) substrate, to demonstrate the superior characteristics of the LTCC substrates. The power conversion efficiencies of the LTCC- and PCB-based synchronous buck converters are 95.5% and 94.5%, respectively, while those of nonsynchronous buck converters are 92.5% and 91.3%, respectively, at an output power of 100 W. To verify the reliability of the LTCC-based converter, two types of tests were conducted. Storage temperature tests were conducted at -20 ℃ and 85 ℃ for 100 h each. The variation in efficiency after the tests was less than 0.3%. A working temperature test was conducted for 60 min, and the temperature of the converter was saturated at 58.2 ℃ without a decrease in efficiency. These results demonstrate the applicability of LTCC as a substrate for power conversion systems.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권1호
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• pp.1-11
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• 1997

Austomated visual inspection(AVI) capability has become an important key component in the automated manufacturing system. In such a visual inspection system an intensity(or color) image of a scene is quickly affected by optical property of objects, condition and roughness of surface, lens and filters, image sensor property and lighting system. In particular, the lighting system disign is the most important factor, since it affects overall performance of the visual system. For fast and cheap automated visual inspection system it is important to obtain the good image quality which results from careful attention to the design of the lighting system. In this paper, the lighting subsystem of AVI system is analysed for the inspection of printed circuit board(PCB) patterns. The spectral reflectance of materials, which are composed of PCB, is measured for choosing the light source. The reflection property is theoretically obtained by a reflection model and also obtained by experiments which measure intensity with varying the viewing direction of image sensor and the lighting direction of illuminator. The illumination uniformity of a ring-type illuminator. The lighting system is designed based upon the experimental results and theoretial analysis.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권4호
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• pp.45-52
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• 2005

본 논문은 인쇄 회로 기판에 있는 through hole vias를 시간 영역과 주파수 영역 측정을 통하여 characterization을 하였다. Via characterization은 Time Domain Reflectometry (TDR)를 이용하여 시간 영역에서 측정하고 HSPICE fitting 시뮬레이션으로 via 모델 파라미터를 추출하였다. 또한 2 port Vector Network Analyzer (VNA)로 주파수 영역에서 측정하고 Advanced Design System (ADS) fitting 시뮬레이션 하였다. VNA를 이용한 측정에서는 같은 평면에서 probing하기 위해 ABCD matrix 를 이용하여 do-embedding 수식을 유도하였다. 그리고 single via characterization 결과를 바탕으로 differential signaling을 위한 differential via characterization을 TDR과 VNA 측정을 통하여 수행하였다. Differential via characterization은 TDR 모듈의 odd mode와 even mode 소스들을 이용하여 시간 영역에서 측정하고 HSPICE로 fitting 시뮬레이션으로 모델 파라미터를 추출하였다. 추출된 모든 data는 측정 및 simulation 결과를 비교한 결과 single via의 경우, 최대 $14\%$, differential via의 경우 최대 $17\%$의 오차를 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.68-68
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• 2003

최근의 전자부품은 고밀도 고집적화 됨에 따라 여러 가지 문제점들이 발생되고 있다. 그 중 부품이 실장되는 부분에 사용되는 솔더나 전기적 회로를 구성하는 패턴간에 금속 이온 마이그레이션(Metallic Ion Migration)이 발생하여 전기적 단락(Short)를 유발함으로써 전자제품의 치명적 고장을 유발한다. 본 연구는 이온 마이그레이션 현상을 물방울시험(Water Drop Test)을 통하여 재현함으로써 발생 메카니즘을 확인하여 발생원인을 직접적으로 관찰하고, 각 종 패턴의 거리 및 전압에 따른 발생속도의 차이를 조사하기 위하여 수행되었다. 이러한 실험을 위하여 콤 패턴(Comb Pattern)의 FR-4 재질 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)을 사용하였으며, 사용된 전극재질로는 Cu, SnPb, Au를 사용하였고, 패턴간 거리는 0.5, 1.0, 2.0mm의 3가지 종류로 구분하였다. 또한 패턴간에 인간 된 전압은 6.5V, 15V를 인가한 후 마이그레이션이 발생되는 시간을 측정하였다. 이러한 실험으로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 6.5V의 인가전압에서는 Cu 패턴이 대체적으로 가장 빠르게 마이그레이션이 발생하였으며, 다음으로 Au가 발생하였고, Cu와 SnPb의 발생시간은 대체적으로 근사한 값을 나타내었다. 이것은 비슷한 평형전위를 갖는 재료는 마이그레이션 발생시간이 유사하게 나타나며, 높은 (+)전위를 갖을수록 발생시간이 지연됨을 알 수 있다. (2) 15V를 인가하였을 때 패턴간격이 0.5mm인 경우 Cu, Au, SnPb의 순으로 나타났으며, 1.0mm는 SnPb, Cu, Au, 2.0mm인 경우는 SnPb, Au, Cu의 순으로 마이그레이션이 발생하였다. 인가전압이 높은 경우 초기 발생에는 큰 차이가 없지만 수지상이 발생 후 성장하는데 많은 영향을 미치는 것으로 보인다. 이것은 초기 수지상의 형성에 큰 영향을 미치는 것은 재료의 평형전위에 의한 값이 좌우하지만, 수지상이 일정길이 이상 형성된 이후에는 성장속도가 평형전위에 따른 값과는 다소 다르게 나타남을 알 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-49
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• 2015

전자 제품의 경박 단소화 및 고집적화가 이루어 지면서 반도체 칩뿐만 아니라 유기 기판도 고집적화가 요구되고 있다. 본 연구는 인쇄회로기판의 미세 피치 회로에 대한 고온고습 전압인가 시험을 실시하여 불량 메커니즘을 연구하였다. $130^{\circ}C/85%RH/3.3V$와 $135^{\circ}C/90%RH/3.3V$ 시험조건에서 고온고습 전압시험(Biased HAST)의 가속 계수는 2.079로 계산되었다. 불량 메커니즘 분석을 위하여 집속이온빔(FIB) 분석이 이용되었다. (+)전극에서는 콜로이드 형태의 $Cu_xO$와 $Cu(OH)_2$가 형성되었으며, (-)전극에서는 수지형태의 Cu가 관찰되었다. 이를 통해 $Cu^{2+}$ 이온과 전자($e^-$)가 결합한 수지상 Cu에 의해 절연파괴가 일어난다는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.582-590
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• 2019

우리나라는 저출산·고령화가 진행함에 따라 전체 인구의 14%를 웃도는 고령사회에 진입함으로써 1인 세대의 증가라는 사회변화에 직면해 있다. 고령사회에서 1인 세대 증가로 인한 가스화재 사고를 예방할 수 있는 효과적인 방법은 컨트롤 밸브를 설치하여 설정시간이 지나면 강제적으로 가스를 차단하는 방법이다. 본 연구에서는 밸브 핸들을 돌리지 않고 택트 스위치를 눌러 모터를 이용하여 웜기어와 헬리컬 기어로 동력을 전달하여 밸브를 좌우 회전하여 개폐 할 수 있게 개발하였고, 컨트롤러와 탈부착이 쉽게 전용 밸브를 개발함으로써 조립 및 검사가 용이하고, 부품 수 및 제품 사이즈를 줄여 원가 절감을 통해 경쟁력을 강화할 수 있도록 개발하였다. 또한 내구성 시험을 통해 12초에 한 번씩 ON/OFF 반복하여 34시간 동안 10,000번을 수행하는 동안 안정적으로 동작 할 수 있도록하여 9년 이상을 사용할 수 있도록 개발하였다. 개발 방법은 Solid works와 Altium Designer 툴을 활용하여 기구 및 PCB 설계를 진행하였고, Firmware 개발은 IAR Embedded Workbench 환경에서 개발하였다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.622-627
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• 2009

알칼리 수용액에 현상이 가능한 감광성 수지재료와 전도성 카본블랙 필러를 이용하여 포토 패터닝이 가능한 폴리머 후막 저항 페이스트를 제조하고 평가하였다. 감광성 수지로는 인쇄회로기판의 보호층으로 주로 사용되는 photo solder resist(PSR)를 사용하여 자외선에 의한 노광 및 알칼리 수용액에의 현상이 가능하게 하였다. 감광성 폴리머 저항 페이스트를 제작한 후, PCB 테스트 보드를 이용하여 후막저항체의 전기적 특성을 평가하였다. 카본블랙의 첨가량에 따라 시트저항은 감소하였으나, 과량 첨가시에는 현상성에 한계를 나타내었다. 재경화에 따라서 시트저항이 감소하였으며, 카본블랙의 첨가량이 많을수록 그 변화율은 작게 나타났다. 포토공정을 적용하여, 미세 패터닝된 meander형 후막저항체를 제조할 수 있었고, 이 방법을 통하여 적은 면적에도 시트저항의 수십 배에 달하는 큰 저항값을 구현할 수 있었다.