• 한국기계가공학회지
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• 제7권1호
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• pp.53-61
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• 2008

In this research, the layout and geometry of U-type ribs in the part, including significant process conditions, are automatically optimized to reduce part warpage with robustness in consideration. The optimization procedure are based on an iterative redesign methodology integrated with computer aided injection molding simulation, Taguchi's Design of Experiment(DOE), and a direct search-based optimization method. The robustness of a design alternative is efficiently measured by introducing composite noise factor and Taguchi's signal-to-noise ratio. As a solution search methodology, the modified design space reduction method based on orthogonal arrays is employed to exploit an optimal robust design alternative. To illustrate the proposed methodology, a case study is performed on simulation results, where an optimal robust design alternative is obtained with a moderate number of iterations.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.1-6
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• 2020

Micro-structure components applied to various disciplines are steadily demanded with lighter weight and better quality. This is because that ultra thin-wall injection molding has been paid attention with a lot of benefits such as cost reduction, shorter process period, and so forth. However, this technology is complicate and difficult to obtain high quality of products compared with conventional injection molding due to warpage caused by uneven shrinkage and molecular orientation. Since warpage of products directly affects product quality and overall performance of devices, it is essential to predict deformation behavior to achieve high precision of molded products. Therefore, this study aims to find out adequate thin-wall mold design for FPC connector housing by employing Moldflow simulation before application. In addition, experimental research is performed by using a fabricated mold structure based on simulated results to prove accuracy and reliability of the suggested simulation for warpage analysis.

• 소성∙가공
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• 제10권6호
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• pp.493-499
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• 2001

An optimal robust design methodology has been developed to minimize warpage in injection-molded pats. The response surface methodology was applied to obtain a functional relationship between design variables and warpage value, and the modified complex method was used as an optimization tool to search for an optimal design solution over prescribed design region. To attain robustness against process variations, Taguchi's SN ratio was introduced as the design metric. The proposed optimal design procedure was applied to an actual part, the Guide-ASF model of a fax machine, and the usefulness of the methodology was shown through the CAE simulation using a commercial injection molding software package.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.168-172
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• 2013

In 3D wafer-stacking technology, one of the major issues is wafer warpage. Especially, The important reason of warpage has been known due to CTE(Coefficient of Thermal Expansion) mismatch between materials. It was too hard to choose how to make the FE model for blanket structured wafer level 3D packaging, because the thickness of each layer in wafer level 3D packaging was too small (micro meter or nano meter scale) comparing with diameter of wafer (6 or 8 inches). In this study, the FE model using the shell element was selected and simulated by the ANSYS WorkBench to investigate effects of the CTE on the warpage. To verify the FE model, it was compared by experimental results.

• 동력기계공학회지
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• 제18권3호
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• pp.51-58
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• 2014

Injection molding simulation provided optimized design results by analyzing quality problems while the product is in assembly or in the process of manufacturing with make automobile plastics. Frequent change of design, change of injection molding, repetition of test injection which was held in the old way can now be stopped. And quality upgrade is expected instead. This report deals with the effect which the position of injection molding automobile console gate and number has on product quality including pressure at end of fill, bulk temperature at end of fill, shear stress of end of fill, residual stress at post filling end, product weld lines and warpage results. Simpoe-Mold simulates the complete manufacturing process of plastic injected parts, from filling to warpage. Simpoe-Mold users, whether they are product designers, mold makers or part manufacturers, can identify early into the design stage potential manufacturing problems, study alternative solutions and directly assess the impact of such part modification, whatever the complexity and geometry of such parts, shell part as plain solid parts.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권1호
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• pp.17-22
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• 2016

플렉서블 OLED는 매우 다양한 유기(organic) 및 무기 물질로 이루어져 있으며, 각 층을 증착하는 과정에 의하여 고온에 의한 휨(warpage)이 발생한다. 휨으로 인하여 발생한 굽힘 변형은 후속 공정에 많은 영향을 미치며, 궁극적으로 생산 수율 및 신뢰성을 저하시킨다. 본 연구에서는 플렉서블 OLED 소자의 고온 환경신뢰성 시험 및 공정 단계에서 발생하는 휨 변형을 수치해석을 이용하여 예측하였으며 실험 결과와 비교하였다. 이를 통하여 휨에 가장 큰 영향을 미치는 재료를 파악하고, 궁극적으로 휨을 최소화 함으로써 플렉서블 OLED의 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 휨의 측정 및 수치해석 결과, 편광 필름과 베리어 필름이 휨에 많은 영향을 줌을 알 수 있었으며, OCA가 휨에 미치는 영향은 미미하였다. 플렉서블 OLED의 휨에 가장 큰 영향을 주는 소재는 plastic cover이였으며, 휨을 최소화하기 위한 plastic cover 소재의 최적 물성을 실험계획법으로 계산한 결과, 탄성 계수는 4.2 GPa, 열팽창계수는 $20ppm/^{\circ}C$ 일 경우 플렉서블 OLED의 휨은 1 mm 이하가 됨을 알 수 있었다.

• Current Applied Physics
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• 제18권11호
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• pp.1451-1457
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• 2018

Injection compression molding (ICM) is an advantageous processing method for producing thin and large polymeric parts in a robust manner. In the current study, we employed the ICM process for an energy-related application, i.e., thin and large polymeric battery case. A mold for manufacturing the battery case was fabricated using injection molding. The filling behavior of molten polymer in the mold cavity was investigated experimentally. To provide an in-depth understanding of the ICM process, ICM and normal injection molding processes were compared numerically. It was found that the ICM had a relatively low filling pressure, which resulted in reduced shrinkage and warpage of the final products. Effect of the parting line gap on the ICM characteristics, such as filling pressure, clamping force, filling time, volumetric shrinkage, and warpage, was analyzed via numerical simulation. The smaller gap in the ICM parting line led to the better dimensional stability in the finished product. The ICM sample using a 0.1 mm gap showed a 76% reduction in the dimensional deflection compared with the normal injection molded part.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권5호
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• pp.563-571
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• 2012

In 3D integration package using TSV technology, bonding is the core technology for stacking and interconnecting the chips or wafers. During bonding process, however, warpage and high stress are introduced, and will lead to the misalignment problem between two chips being bonded and failure of the chips. In this paper, a finite element approach is used to predict the warpages and stresses during the bonding process. In particular, in-plane deformation which directly affects the bonding misalignment is closely analyzed. Three types of bonding technology, which are Sn-Ag solder bonding, Cu-Cu direct bonding and SiO2 direct bonding, are compared. Numerical analysis indicates that warpage and stress are accumulated and become larger for each bonding step. In-plane deformation is much larger than out-of-plane deformation during bonding process. Cu-Cu bonding shows the largest warpage, while SiO2 direct bonding shows the smallest warpage. For stress, Sn-Ag solder bonding shows the largest stress, while Cu-Cu bonding shows the smallest. The stress is mainly concentrated at the interface between the via hole and silicon chip or via hole and bonding area. Misalignment induced during Cu-Cu and Sn-Ag solder bonding is equal to or larger than the size of via diameter, therefore should be reduced by lowering bonding temperature and proper selection of package materials.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.555-563
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• 2012

사출 성형품에서 발생되는 뒤틀림은 성형공정 중 제품의 불균일한 수축과 잔류응력의 이완으로 인하여 나타나는 현상이다. 휨이나 뒤틀림 현상을 방지하기 위해서 성형품이 강성이 있도록 설계하거나 수지에 유리섬유 등으로 보강하여 사용한다. 본 연구에서는 플라스틱의 성형품에서 성형품의 설계에 따른 뒤틀림 현상을 성형조건 별로 알아보았다. 성형품의 설계는 리브로 보강된 두 종류와 보강 리브가 없는 시편을 사용하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 비결정성 수지인 PC와 ABS를 사용하였다. 실험결과 휨은 리브의 설계에 따라 큰 변화를 보였다. 게이트 주변, 게이트 반대쪽, 그리고 흐름방향쪽 등 측정위치에 따라서 휨은 다양하게 나타났다. 이러한 휨의 결과는 유리섬유의 배향과도 크게 관련이 있음을 컴퓨터 해석을 통해 확인할 수 있었다. 리브가 없는 단순 평판에서 휨이 가장 작게 나타났으며, 리브가 흐름방향으로 놓여있는 경우가 휨에 대한 큰 저항을 보였다. 시편에 나타난 휨은 성형조건보다는 제품의 설계에 따라 크게 변하였다. 리브의 설계와 그에 따른 게이트의 위치 설정은 유리섬유의 배향과 직접적인 관련이 있으므로 성형품의 휨 조절에 매우 중요함을 보여주었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권2호
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• pp.7-15
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• 2012

최근 모바일 기기에 적용되는 반도체 패키지는 초소형, 초박형 및 다기능을 요구하고 있기 때문에 다양한 실리콘 칩들이 다층으로 수직 적층된 패키지의 개발이 필요하다. 패키지 및 실리콘 칩의 두께가 계속 얇아지면서 휨 현상, 크랙 및 여러 다른 형태의 파괴가 발생될 가능성이 많다. 이러한 문제는 패키지 재료들의 열팽창계수의 차 및 패키지의 구조적인 설계로 인하여 발생된다. 본 연구에서는 4층으로 적층된 FBGA 패키지의 휨 현상 및 응력을 수치해석을 통하여 상온과 리플로우 온도 조건에서 각각 분석하였다. 상온에서 가장 적은 휨을 보여준 경우가 리플로우 공정 조건에서는 오히려 가장 큰 휨을 보여 주고 있다. 본 연구의 물성 조건에서 패키지의 휨에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 EMC의 열팽창계수, EMC의 탄성계수, 다이의 두께, PCB의 열팽창계수 순이었다. 휨을 최소화하기 위하여 패키지 재료들의 물성들을 RMS 기법으로 최적화한 결과 패키지의 휨을 약 $28{\mu}m$ 감소시킬 수 있었다. 다이의 두께가 얇아지게 되면 다이의 최대 응력은 증가한다. 특히 최상부에 위치한 다이의 끝 부분에서 응력이 급격히 증가하기 시작한다. 이러한 응력의 급격한 변화 및 응력 집중은 실리콘 다이의 파괴를 유발시킬 가능성이 많다. 따라서 다이의 두께가 얇아질수록 적절한 재료의 선택 및 구조 설계가 중요함을 알 수 있다.