• International Journal of Reliability and Applications
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• 제15권2호
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• pp.125-150
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• 2014

Accelerated life tests (ALTs) are extensively used to determine the reliability of a product in a short period of time. Test units are subject to elevated stresses which yield quick failures. ALT can be carried out using constant-stress, step-stress, progressive-stress, cyclic-stress or random-stress loading and their various combinations. An ALT with linearly increasing stress is ramp-stress test. Much of the previous work on planning ALTs has focused on constant-stress, step-stress, ramp-stress schemes and their various combinations where the stress is generally increased. This paper presents an optimal design of ramp soak-stress ALT model which is based on the principle of Thermal cycling. Thermal cycling involves applying high and low temperatures repeatedly over time. The optimal plan consists in finding out relevant experimental variables, namely, stress rates and stress rate change points, by minimizing variance of reliability function with pre-specified mission time under normal operating conditions. The Burr type XII life distribution and time-censored data have been used for the purpose. Burr type XII life distribution has been found appropriate for accelerated life testing experiments. The method developed has been explained using a numerical example and sensitivity analysis carried out.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.259-265
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• 2016

최근에 온도변화 환경에서 칩저항 실장용 유 무연 솔더의 수명예측모델이 개발되었다. 개발된 수명예측모델에 의하면 가속조건에서는 칩저항 실장 무연솔더가 유연솔더보다 수명이 적은 것으로 나타나지만, 실제조건에서는 무연솔더의 신뢰성이 유연솔더보다 우수하다. 본 연구에서는 개발된 수명예측모델의 검증 연구를 수행한다. 수명예측모델을 다른 칩저항 실장 유 무연 솔더 시험 결과에 적용하고 비교하기 위해서, 유한요소모델을 개발하고 시험 온도사이클 조건을 적용한다. 변형율 에너지 밀도를 계산하고 수명을 예측한다. 마지막으로 유 무연 솔더에 대해서 예측결과를 시험결과와 비교한다. 검증 결과는 개발된 수명예측모델이 사용 가능한 범위에서 수명을 예측할 수 있음을 보인다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제10권3호
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• pp.9-17
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• 2003

In this paper, thermo-mechanical and rheological properties of NCPs (Non-Conductive Pastes) depending on silica filler contents and diluent contents were investigated. And then, thermal cycling (T/C) reliability of flip chip assembly using selected NCPs was verified. As the silica filler content increased, thermo-mechanical properties of NCPs were changed. The higher the silica filler content was added, glass transition temperature ($T_g$) and storage modulus at room temperature became higher. While, coefficient of thermal expansion (CTE) decreased. On the other hand, rheological properties of NCPs were significantly affected by diluent content. As the diluent content increased, viscosity of NCP decreased and thixotropic index increased. However, the addition of diluent deteriorated thermo-mechanical properties such as modulus, CTE, and $T_g$. Based on these results, three candidates of NCPs with various silica filler and diluent contents were selected as adhesives for reliability test of flip chip assemblies. T/C reliability test was performed by measuring changes of NCP bump connection resistance. Results showed that flip chip assembly using NCP with lower CTE and higher modulus exhibited better T/C reliability behavior because of reduced shear strain in NCP adhesive layer.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.145-148
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• 2005

In this study, adaptation of two-way shape memory effect of SMA wire to the actuator is examined . Therefore the SMA characteristics which are training, material properties, response time at different thermal cycling rates are tested. During training, permanent deformation is accumulated till a certain number of cycle and then saturated. The amow1t of two-way strain is unchangeable over all cycle and the slope of strain(or stress)-temperature curve is slower as the increase of applied stress. The rate effect is observed resulted from the thermal distribution which heating profile differs from cooling as thermal cycling time. Using the estimated SMA properties, an experimental test for the simple smart wing is performed.

• 대한치과보철학회지
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• 제38권4호
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• pp.427-437
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• 2000

Recently the 2nd generation laboratory composite resins were introduced. Although the mechanical properties of these composite resins have been improved, there were some disadvantages such as discoloration, low abrasion resistance and debonding between metal and resin. The purpose of this study was to evaluate the tensile bond strength between non-pecious dental alloy(verabond) and four veneering reinforced composite resins ; Targis(Ivoclar Co., U.S.A.), Artglass(Kulzer CO., Germany), Sculpture(Jeneric Pentron Co., U.S.A.), and Estonia(Kurary Co., Japan). All test metal specimens were polished with #1,000 SiC paper, and sandblasted with $250{\mu}m$ aluminum oxide. After then. according to manufacturer's instructions metal adhesive primer and veneering resins were applied. All test specimens were divided into two groups. One group was dried in a desiccator at $25^{\circ}C$ for 3 days, the other group was subjected to thermal cycling($2,000{\times}$) in water($5/55^{\circ}C$). Tensile bond strength was measured using Instron Universal Testing machine and the fractured surface was examined under the naked eyes and scanning electron microscope. Within the limitations imposed in this study, the following conclusions can be drawn: 1. In no-thermal cycling groups, there were no significant differences between Estenia and VMK68 but there were significant differences between Targis, Artglass, Sculpture and VMK68(p<0.05). 2. In no-thermal cycling resin groups, the highest tensile bond strength was observed in Estenia and there were significant differences between Estenia and the other resins(p<0.05). 3. Before and after thermal cycling, there were significant differences in tensile bond strength of Targis and Artglass(p<0.05). The tensile bond strength of Artglass was decreased and that of Targis was increased. 4. In no-thermal cycling groups, Artglass showed mixed fracture modes(95%), but after thermal cycling, Artglass showed adhesive fracture modes(75%).

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.414-420
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• 2017

이 연구에서는 고온의 태양열 에너지를 저장하기 위한 고로슬래그 콘크리트의 열역학적 특성을 파악하였다. 고로슬래그 콘크리트의 열역학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. 실험변수로써 고로슬래그 함유량과 물-바인더 비를 고려하였다. 고로슬래그 콘크리트의 역학적 특성으로써 열사이클 전과 후의 압축강도 및 인장강도를 측정하고, 열적 특성으로써 열전도율과 비열을 측정하였다. 고로슬래그를 포함한 콘크리트의 열싸이클 적용 후의 잔류압축강도가 고로슬래그를 포함하지 않은 콘크리트의 잔류압축강도보다 크다. 또한, 고로슬래그를 혼입한 콘크리트의 열전도율이 고로슬래그를 포함하지 않은 콘크리트의 열전도율보다 더욱 크다. 이는 고로슬래그 콘크리트가 열에너지의 축열과 방열에 효과적인 것을 나타낸다. 실험연구 결과는 콘크리트 열저장 축열 모듈 설계에 효율적으로 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.799-804
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• 2011

본 논문에서는 칩저항을 실장하는 솔더에 대한 온도사이클 시험을 수행하고, 그 결과로부터 고장 예지 실현을 위한 열하중에서의 솔더실장의 고장메커니즘을 연구하였다. 시험 중 솔더의 고장을 모니터링하기 위하여 실장된 칩저항 양단간의 저항 변화를 데이터 측정기로 실시간 관찰하였다. 관찰 데이터로부터 솔더의 크랙 진전 중과 크랙 진전 완료 시점의 고장 메커니즘을 제시하였다. 제시된 고장 메커니즘을 유한요소법으로 검증하여 솔더의 크랙이 진전 중에는 저온조건에서 크랙이 열리고 저항이 증가하며, 크랙의 진전이 완료된 후에는 고온조건에서 크랙이 열리고 저항이 증가하는 조건으로 바뀜을 보였다. 이런 결과에 기반하여 온도 사이클에서 저항측정을 통해 칩저항 실장 솔더의 고장예지가 가능함을 제시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.27-32
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• 2010

Cu pillar 범프와 Sn 패드로 구성된 플립칩 접속부를 형성한 후, Sn 패드의 높이에 따른 Cu pillar 플립칩 접속부의 열 싸이클링 및 고온유지 신뢰성을 분석하였다. Cu pillar 플립칩 접속부를 구성하는 Sn 패드의 높이가 5 ${\mu}m$에서 30 ${\mu}m$로 증가함에 따라 접속저항이 31.7 $m{\Omega}$에서 13.8 $m{\Omega}$로 감소하였다. $-45^{\circ}C{\sim}125^{\circ}C$ 범위의 열 싸이클을 1000회 인가한 후에도 Cu pillar 플립칩 접속부의 접속저항의 증가가 12% 이하로 유지되었으며, 열 싸이클링 시험전과 거의 유사한 파괴 전단력을 나타내었다. $125^{\circ}C$에서 1000 시간 유지시에도 Cu pillar 플립칩 접속부의 접속저항의 증가가 20% 이하로 유지되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1856-1863
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• 2004

In the last 50 years, lead-contained solder materials have been the most popular interconnect materials used in the electronics industry. Recently, lead-free solders are about to replace lead-contained solders for preventing environmental pollutions. However, the reliability of lead-free solders is not yet satisfactory. Several researchers reported that lead-contained solders have a good fatigue property. The others published that the lead-free solders have a longer thermal fatigue life. In this paper, the reason for the contradictory results published on the estimation of fatigue life of lead-free solder is investigated. In the present study, fatigue behavior of 63Sn37Pb, and two types of lead-free solder joints were compared using pseudo-power cycling testing method, which provides more realistic load cycling than chamber cycling method does. Pseudo-power cycling test was performed in various temperature ranges to evaluating the shear strain effect. A nonlinear finite element model was used to simulate the thermally induced visco-plastic deformation of solder ball joint in BGA packages. It was found that lead-free solder joints have a good fatigue property in the small temperature range condition. That condition induce small strain amplitude. However in the large temperature range condition, lead-contained solder joints have a longer fatigue life.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.9-18
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• 2016

이 연구에서는 태양열 에너지 저장용도로 사용하기 위한 시멘트 기반 복합재료의 열적 및 역학적 특성을 파악하였다. 다양한 시멘트 재료의 배합이 섬유보강 시멘트 기반 복합재료의 열적 및 역학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. 시멘트 기반 복합재료의 역학적 특성으로써 열싸이클 전과 후의 압축강도 및 인장강도를 측정하였다. 또한, 섬유보강 시멘트 기반 복합재료의 열적 특성으로써 열전도율과 비열을 측정하였다. OPC와 슬래그를 포함한 배합의 잔류압축강도가 가장 크게 나타난다. 그라파이트를 혼합한 배합의 열전도율이 크게 나타나며, 이는 그라파이트가 열저장 시스템의 효율적인 축열과 방열에 유리함을 의미한다. 또한, CSA 또는 지르코늄의 첨가는 섬유보강 복합재료의 비열을 증가시킨다. 실험연구결과는 잡광형 태양열 발전소에서 고성능 복합재료를 사용하는 열저장 시스템 설계에 기초자료로 활용될 수 있다.