• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권2호
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• pp.61-67
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• 2017

소자의 트랜지스터 밀도가 급속히 높아짐에 따라 소자 내부에서 발생하는 열 유속(heat flux) 또한 빠르게 증가하고 있다. 소자의 고열 문제는 소자의 성능과 신뢰성 감소에 크게 영향을 미친다. 기존의 냉각방법들은 이러한 고열문제를 해결하기 위해선 한계점에 다다랐고, 그 대안으로 liquid heat pipe, thermoelectric cooler, thermal Si via, 등 여러 냉각방법이 연구되고 있다. 본 실험에서는 직선형 마이크로채널과 TSV(through Si via)를 이용한 액체 냉각시스템을 연구하였다. 두 종류의 냉매(DI water와 ethylene glycol(70 wt%))와 3 종류의 금속 범프(Ag, Cu, Cr/Au/Cu)의 영향을 분석하였으며, 대류, 복사 및 액체 냉각으로 인한 총 열 유속을 계산하여 비교하였다. 냉각 전후의 냉각시스템의 표면온도는 적외선현미경을 통해 측정하였고, 마이크로채널 내 액체 흐름은 형광현미경을 이용하여 측정하였다. 총 열 유속은 ethylene glycol(70 wt%)의 경우 가열 온도 $200^{\circ}C$에서 $2.42W/cm^2$로 나타났으며 대부분 액체 냉각 효과에 의한 결과로 확인되었다.

• 한국재료학회지
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• 제15권2호
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• pp.93-96
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• 2005

The arc melting was employed to prepare undoped $CoSb_3$ compounds and their thermoelectric properties were investigated. Specimen annealed at $400^{\circ}C$ for 24 hrs showed sound microstructure. However, considerable voids and cracks were found after annealing at above $500^{\circ}C$. It seems to be attributed to the phase dissociation and thermal expansion due to phase transitions during annealing and cooling. Single phase $\delta-CoSb_3$ was successfully obtained by annealing at $400^{\circ}C$ for 24 hrs. In the case of increasing annealing temperature, phase decompositions occurred. Undoped $CoSb_3$ showed p-type conduction and intrinsic semiconducting behavior at all temperatures examined. Thermoelectric properties were remarkably improved by annealing and they were closely related to phase transitions.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.445-450
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• 2012

가정과 같이 제한된 공간에서는 공조기의 온습도 조절이 어려워 질 수 있다. 최근에 들어서 사람들의 온습도에 대한 감성이 민감해 짐에 따라 실내 공기질에 대한 중요성이 부각되고 있다. 실내 공기질과 에너지 절약 사이의 모순을 해결 할 수 있는 방법으로 환기열회수장치를 제시하고 이러한 환기열회수 장치에 열전소자를 적용하여 온도 효율을 비교하고 시스템 능력을 검증해 보았다. 온도효율을 향상시키는데 전도성 가이드 베인과 단일 모터, 열전소자가 실험되었다. 단일 모터 사용시 23W를 절약 할 수 있었고 250 CMH의 능력을 가지는 개발된 시스템에서 통상적인 시스템과 비교해 냉방 주기 및 난방 주기에서 각각 4.01% 와 2.98%의 개선이 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제17권1호
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• pp.53-66
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• 2000

한국 천문연구원은 국내 관련 기업과 함께 열전냉각방식 (thermoelectric cooler, 이하 TEC)을 이용한 실용화 극미광 영상장비를 개발하였다. 개발한 모델을 구성하는 부품들은 Kodak사의 KAF-0401E($768{\times}512$ pixels, blue plus version) CCD 센서를 사용하였고, 국내 업체인 Thermotek의 TEC 모듈을 사용하여 $-25^{\circ}C$까지 냉각이 가능하다. 셔터는 Uniblitz사의 VS25S를 사용하여 최소 80ms의 노출을 할 수 있다. PC와의 인터페이스는 현재 한국 천문연구원에서 개발하여 사용중인 ISA 버스의 컨트롤러 보드를 사용하고 12bit 비디오 프로세서인 AD9816을 사용하여 영상을 얻는다. 암잡음은 $-10^{\circ}C$에서 $0.4e^-$/pixel/s이며 직선성은 $99.9{\pm}0.1%$, gain은 4.24e^-/ADU이고 전체 시스템 잡음은 $25.3e^-(rms)$이다. 실험한 모델은 측광이 가능할 정도 ($\pm$0.01등급)의 정밀도를 가지고 천문관측 뿐만 아니라 다른 분야의 영상획득에 유용하게 사용 할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권10호
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• pp.881-887
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• 2014

Peltier 효과를 이용한 박막형 열전 냉각 모듈은 열전 재료에 의한 열 출입의 방향에 따라서 수직형 구조와 수평구조로 나누어진다. 이와 같은 박막형 열전 냉각 모듈의 성능은 기존의 벌크 형태의 냉각 모듈을 평가하기 위해 사용하는 모델을 이용하여 측정할 수 있다. 우리가 제조한 열전 박막을 모델에 적용하여 열전재료의 길이 변화에 따른 열 방출 성능을 평가 하여 보았다. 재료의 성능이 향상됨에 따라서 동일한 열 전기적 저항에서 최대 열 방출 성능은 $73.9W/cm^2$에서 $131.2W/cm^2$으로 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 방사 형태로 $10{\mu}m$ 두께의 열전 재료와 전극들이 두께가 각기 다른 기판 위에 형성된 수평형 냉각 모듈을 설계하여 $10{\mu}m$ 두께의 $SiO_2$ 멤브레인 위에 열전재료가 형성된 열전 모듈에서 22 K의 온도 차를 해석결과로부터 알 수 있었다. 이와 같은 결과로부터 열전 재료의 특성과 모듈의 열 전기적 저항은 필연적으로 짧은 열전 재료의 길이와 두께를 갖는 박막형 열전 모듈을 높은 효율의 모듈로 설계하기 위해 반드시 고려되어 되어야 할 요소임을 확인 할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제2권1호
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• pp.95-103
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• 1993

열전반도체를 이용한 소형열펌프의 개념 설계를 시도하고, 열역학적인 해석을 통하여 시스템의 성능을 예측하였으며 각 변수들이 시스템에 미치는 영향을 조사하였다. 일정한 조건 즉, $\mu$(=nν), J(=nI) 및 물의 유입 온도(Twi)가 주어졌을 때 대기의 온도 T$_{a}$ 가 증가할수록 성능계수와 냉방용량은 감소한다. 일정 냉방용량의 시스템을 설계하는 문제는 대기 온도와 물의 입구온도가 주어지면 $\mu$, J를 결정하는 문제로 귀결되며 기 제작된 열전소자를 사용한다면 v는 제작할 때 정해지므로 결국 n, ν, I의 최적 조합을 구하는 문제가 된다. 냉방용량 및 물의 온도가 주어졌을 때 $\mu$가 증가할수록 J가 증가하는 경향을 보인다. $\mu$-J 곡선과 최적 $\mu$값으로부터 최적 전류를 계산한다. 냉방 용량이 일정할 때 유량이 증가함에 따라 성능계수가 증가하며 COP$_{R}$ 증가의 경향은 대기온도가 낮을 수록 뚜렷하다. 흡열부보다 방열부의 열전달 계수가 시스템의 성능에 미치는 영항이 크다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.31-36
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• 2015

전자소자의 다기능, 고밀도, 고성능, 그리고 소형화는 전자 패키지 기술에 초미세 피치 플립 칩, 3D 패키지, 유연 패키지, 등 새로운 기술 패러다임 전환을 가져왔으며, 이로 인해 패키지 된 칩의 열 관리는 소자의 성능을 좌우하는 중요한 요소로 대두되고 있다. Heat sink, heat spreader, TIM, 열전 냉각기, 등 많은 소자 냉각 방법들 중 본 연구에서는 냉매를 이용한 on-chip 액체 냉각 모듈을 Si 웨이퍼에 제작하고, 마이크로 채널 디자인에 따른 냉각 효과를 분석하였다. 마이크로 채널은 딥 반응성 이온 에칭을 이용하여 형성하였고, 3 종류 디자인(straight MC, serpentine MC, zigzag MC)으로 제작하여 마이크로 채널 디자인이 냉각 효율에 미치는 영향을 관찰하였다. 가열온도 $200^{\circ}C$, 냉매 유동속도 150 ml/min의 경우에서 straight MC가 약 $44^{\circ}C$의 높은 냉각 전후의 온도 차를 보였다. 냉매의 흐름과 상 변화는 형광현미경으로 관찰하였으며, 냉각 전후의 온도 차는 적외선현미경을 이용하여 분석하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.147-154
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• 2015

본 논문에서는 승강기용 냉각장치의 에너지 절감을 위한 사람 검출과 퍼지 온도 제어 시스템을 제안한다. 기존의 냉매를 사용하는 냉각장치의 문제점들을 개선하기 위해 사람 검출과 퍼지 온도 제어 시스템으로 열전냉각장치를 구동시켜 에너지 절감을 하고 자동적으로 효율적인 온도 관리를 한다. 제안된 시스템은 사람 검출을 통해 승강기 탑승 인원수를 확인하고 나서 퍼지 시스템에서 탑승 인원수와 계절 평균 기온을 기반으로 온도 제어를 한다. 사람 검출 방법은 승강기에서 조감도 카메라를 기반으로 사람의 머리 부분을 특징으로 사용하여 탑승 인원수를 검지한다. 퍼지 시스템은 look-up table 방법으로서 검지된 인원수와 기온을 고려하여 승강기의 내부 온도를 결정한다. 제안된 시스템은 사람 검출과 온도 제어를 통해 냉각장치의 에너지를 절감시킨다. 실험을 통해 에너지 절감을 확인하고 제안된 시스템의 성능을 검증한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3524-3528
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• 2007

In this study, the Peltier effect was applied to eliminate moistures in the air enclosed by a cabinet. We have developed the new electronic dehumidifier which has a new function of automatically evaporating the condensed water inner cabinet into the outside air. To obtain this function, the processes of dehumidification is that it condensed the moistures on the cold side heat sink and drained it into the hot side heat sink by the both gravitational and capillary forces and the droplets on the hot side heat sink surface was evaporated into the air outside the cabinet by the heat conducted through the hot side heat sink surface and the forced heat convection through the fan for cooling hot side heat sink. Compared to existing electronic dehumidifiers, this manufactured one showed a good performance that the electric power consumption for the same dehumidifying quantity was reduced by 50% compared with that of existing ones.

• 한국진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.280-287
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• 2011

열전소자를 사용하여 발광다이오드의 방열효과를 조사하였다. 열전소자의 냉각기능인 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용하여, 고전력 발광다이오드의 방열과 p-n접합부의 온도를 제어하였다. 정격전류(350 mA)에 대한 고전력(1 W급) 발광다이오드(Light Emitting Diodes: LEDs)의 온도와 p-n접합부 온도는 각각 $64.5^{\circ}C$와 $79.1^{\circ}C$이다. 열전소자의 입력 전력 0.1~0.2 W에 대하여, LED의 온도와 접합부 온도는 각각 $54.2^{\circ}C$와 $68.9^{\circ}C$로 낮아진다. 열전소자에 입력 전력을 0.2 W 이상으로 증가할수록, LED의 온도와 접합부의 온도가 상승한다. 이는 열전소자에 의하여 흡수된 열이 LED로 역류하기 때문이다. 따라서 열전 소자의 냉각기능을 유지하기 위하는 열의 역류를 제어하여야 하며, 열의 역류는 LED의 온도와 방열장치의 온도 차가 클수록 커진다.