• 대한기계학회논문집A
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• 제31권6호
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• pp.718-724
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• 2007

Some of gas turbine model of 7F-Class has constructed and is operating with units domestically. Non-destructive testing (NDT) is one of the methods being used to inspect damage $1^{st}$ stage bucket and review damage trends. We also analyze damage configuration and microstructure according to material and compare with pape of electric power research institute (EPRI). The damaged mode could be determined by leveraging failure analysis. Especially, configuration uprate of bucket is not only to prevent damage during operation but also avoid domestic manufacturing by the competitors. Modifications were mainly concentrated on surfaces such as cooling hole and bucket tips. Analyzing of bucket damage, the earlier model of 7F-Class used with one cycle with equivalent operation hour (EOH), has various cracking of the bucket surface. Bucket damage of new model is centered on tip area (54%) as analyzed by EPRI research. We conclude that improving bucket configuration would increase repair rate on the bucket tip.

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2006년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.3-8
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• 2006

The integrity of laser welded structures is decided with fracture strength and fatigue strength. This study presents fracture behavior considering residual stress in the laser welding. Experiments are conducted and analyses are performed to explore the influence of residual stress on fracture behavior of bead-on laser welded compact specimen. Fracture experiments are performed using ASTM 1820. The performed analyses included thermo-elasto-plastic analyses for residual stress and subsequent J-integral calculation. A modified J integral is calculated in the presence of residual stresses. The J-integral is path-independent for combination of residual stress field and stress due to mechanical loading. The results indicates that the tensile residual stress near crack front bring the low fracture load while the compressive residual stress bring the high fracture load compared to no residual stress specimen. These results quantitatively understand the influence of residual stress on fracture behavior.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권4호
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• pp.1-7
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• 2006

WLCSP(wafer level chip size package)는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어지는 차세대 패키지 중 하나이다. WLCSP는 웨이퍼 레벨에서 패키지 공정이 이루어진다는 특징으로 인하여 웨이퍼당 생산되는 반도체 칩의 수에 따라 그 패키징 비용을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 응력 버퍼 역할을 하는 기판을 없애는 혁신적인 구조로 인하여 솔더 조인트의 신뢰성이 기존의 BGA 패키지에 비하여 취약하게 되는데, 이러한 솔더 조인트 신뢰성에 대하여 반도체 칩과 솔더볼을 연결하는 폴리머 절연층은 열팽창계수 차이에 의해 발생하는 응력을 흡수하는 중요한 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 하이닉스에서 개발한 Omega-CSP를 사용하여 솔더볼 배열 변화와 제 1 절연층의 특성에 따른 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다. 그 결과 절연층의 특성 변화가 솔더 조인트의 열피로 특성에 주는 영향은 솔더볼 배열 구조에 따라 변화되는 것을 확인하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2004년도 ISMP Pb-free solders and the PCB technologies related to Pb-free solders
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• pp.233-241
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• 2004

A new alloy definition will be presented concerning increasing demands for the board level reliability of miniaturized interconnections. The damage mechanism for LFBGA components on different board finishes is not quite understood. Further demands from mobile phones are the drop test, characterizing interface performance of different package constructions in relation to decreased pad constructions and therefore interfaces. The paper discusses the characterization of interfaces based on SnPb, SnPbXYZ, SnAgCu and SnAgCuInNd ball materials and SnAgCuInNd as solder paste, the stability after accelerated tests and the description of modified interfaces strictly related to the assembly conditions, dissolution behavior of finishes on board side and the influence of intermetallic formation. The type of intermetallic as well as the quantity of intermetallics are observed, primaliry the hardness, E modules describing the ability of strain/stress compensation. First results of board level reliability are presented after TCT-40/+150. Improvement steps from the ball formulation will be discussed in conjunction to the implementation of lead free materials In order to optimize ball materials for area array devices accelareted aging conditions like TCTs were used to analyze the board level reliability of different ball materials for BGA, LFBGA, CSP, Flip Chip. The paper outlines lead-free ball analysis in comparison to conventional solder balls for BGA and chip size packages. The important points of interest are the description of processability related to existing ball attach procedures, requirements of interconnection properties and the knowledge gained the board level reliability. Both are the primary acceptance criteria for implementation. Knowledge about melting characteristic, surface tension depend on temperature and organic vehicles, wetting behavior, electrical conductivity, thermal conductivity, specific heat, mechanical strength, creep and relaxation properties, interactions to preferred finishes (minor impurities), intermetallic growth, content of IMC, brittleness depend on solved elements/IMC, fatigue resistance, damage mechanism, affinity against oxygen, reduction potential, decontamination efforts, endo-/exothermic reactions, diffusion properties related to finishes or bare materials, isothermal fatigue, thermo-cyclic fatigue, corrosion properties, lifetime prediction based on board level results, compatibility with rework/repair solders, rework temperatures of modified solders (Impurities, change in the melting point or range), compatibility to components and laminates.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2004년도 ISMP Pb-free solders and the PCB technologies related to Pb-free solders
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• pp.211-219
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• 2004

A new alloy definition will be presented concerning increasing demands for the board level reliability of miniaturized interconnections. The damage mechanism for LFBGA components on different board finishes is not quite understood. Further demands from mobile phones are the drop test, characterizing interface performance of different package constructions in relation to decreased pad constructions and therefore interfaces. The paper discusses the characterization of interfaces based on SnPb, SnPbXYZ, SnAgCu and SnAgCuInNd ball materials and SnAgCuInNd as solder paste, the stability after accelerated tests and the description of modified interfaces stric시y related to the assembly conditions, dissolution behavior of finishes on board side and the influence of intermetallic formation. The type of intermetallic as well as the quantity of intermetallics are observed, primaliry the hardness, E modules describing the ability of strain/stress compensation. First results of board level reliability are presented after TCT-40/+150. Improvement steps from the ball formulation will be discussed in conjunction to the implementation of lead free materials. In order to optimize ball materials for area array devices accelareted aging conditions like TCTs were used to analyze the board level reliability of different ball materials for BGA, LFBGA, CSP, Flip Chip. The paper outlines lead-free ball analysis in comparison to conventional solder balls for BGA and chip size packages. The important points of interest are the description of processability related to existing ball attach procedures, requirements of interconnection properties and the knowledge gained the board level reliability. Both are the primary acceptance criteria for implementation. Knowledge about melting characteristic, surface tension depend on temperature and organic vehicles, wetting behavior, electrical conductivity, thermal conductivity, specific heat, mechanical strength, creep and relaxation properties, interactions to preferred finishes (minor impurities), intermetallic growth, content of IMC, brittleness depend on solved elements/IMC, fatigue resistance, damage mechanism, affinity against oxygen, reduction potential, decontamination efforts, endo-/exothermic reactions, diffusion properties related to finishes or bare materials, isothermal fatigue, thermo-cyclic fatigue, corrosion properties, lifetime prediction based on board level results, compatibility with rework/repair solders, rework temperatures of modified solders (Impurities, change in the melting point or range), compatibility to components and laminates.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1185-1191
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• 2014

가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.103-111
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• 2017

본 연구에서는 전동차의 전력 변환 장치로 많이 사용되고 있는 고전압 대전류용(3,300 V/1200 A급) insulated gate bipolar transistor(IGBT) 모듈에 대하여 열 사이클 조건하에서의 열-기계적 응력해석 및 피로수명해석을 수행하였다. 특히 최근 고전압 IGBT용으로 개발되고 있는 구리(copper) 와이어, 리본(ribbon) 와이어를 사용하였을 경우의 응력 및 피로수명을 기존의 알루미늄 와이어와 비교하여 분석하였다. 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에 응력이 3배 이상 많이 발생하였다. 리본 와이어의 경우 원형 와이어 보다 응력이 더 크게 발생하며, 구리 리본 와이어의 응력이 제일 높았다. 칩과 direct bond copper(DBC)를 접합하고 있는 칩 솔더부의 피로해석을 수행한 결과, 솔더의 크랙은 주로 솔더의 모서리에서 발생하였다. 원형 와이어를 사용할 경우 솔더의 크랙은 약 35,000 사이클에서 발생하기 시작하였으며, 알루미늄 와이어 보다는 구리 와이어에서의 크랙의 발생 면적이 더 컸다. 반면 리본 와이어를 사용하였을 경우 크랙의 면적은 원형 와이어를 사용하였을 경우보다 적음을 알 수 있다. DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 경우 크랙의 성장 속도는 와이어의 재질이나 형태에 관계없이 비슷하였다. 그러나 칩 솔더에 비하여 크랙의 발생이 일찍 시작하며, 40,000 사이클이 되면 전체 솔더의 반 이상이 파괴됨을 알 수 있었다. 따라서 칩 솔더 보다는 DBC와 베이스 플레이트 사이에 존재하는 솔더의 신뢰성이 더 큰 문제가 될 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.952-958
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• 2011

우주용 영상센서의 비균일 출력특성 교정을 통한 영상품질향상을 목적으로 하는 탑재교정장치는 균일한 온도정보 제공을 위한 흑체, 교정임무 수행 중 흑체 지향을 위해 전개 및 수납 기능을 갖는 교정용 구동미러 그리고 상기 구성품의 제어를 담당하는 탑재교정장치 제어용 전장유닛으로 구성된다. 탑재교정장치 제어용 전장품의 발사 및 궤도환경에서의 구조건전성 확보를 위해 소자 납땜부에 대한 열탄성 해석과 피로파괴 이론에 기초한 구조 열해석을 실시하였으며, 이를 통하여 전장품의 구조 건전성을 평가하였다. 본 논문에서는 전자기판에 장착된 소자별 안전성 검토를 위해 일반적으로 적용되는 해석적 방법과 FEM으로부터 도출된 결과를 비교 및 검토하여 피로파괴 이론에 기초한 구조 건전성 예측이 유용함을 입증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.361-361
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• 2009

KEPCO High Temperature Superconducting (HTS) cable system rated with $3\Phi$, 22.9kV, 1250A was laid in 2006, and the long term test is in progress. The HTS cable system with the cooling system has been operated below cryogenic temperature. That environment exposes the system to the thermo-mechanical stress due to the significant temperature difference, and the cooling system has moving parts for the forced circulation of the coolant. Therefore the HTS cable system experiences thermal fatigue and moving part such as liquid nitrogen pump need a regular replacement every 5000 hours Building the assessment criterion, the maintenance procedure was established and regular preventive maintenance was done; improvement of the termination structure and the replacement of the bearing of liquid nitrogen pump. Following the proper process, the reliability assessment test including He leakage detection and the stability of flow rate was performed. This paper describes the process and result of the first regular maintenance of KEPCO HTS cable system

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.60-66
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• 2020

In order to improve fatigue life of transmission gear carburizing is normally used. Carburizing is a very good process to achieve low cost and high performance. The machined gears are heated up to carburizing temperature and then cooled rapidly in an oil bath to produce high surface hardness. The gears may undergo excessive thermal distortion during heating and rapid cooling. In order to predict the distortion during heating and rapid cooling, a coupled thermo-mechanical simulation is needed. In the current research, the simulation of heating and cooling was performed. The results show that the thermal distortion and the residual stresses are well predicted by the coupled simulation. In addition, induction heating and rapid cooling simulation is carried out to predict the thermal distortion. The amount of distortion is compared. It is shown that induction heating is very effective to reduce thermal distortion.