• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.50-60
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• 2023

BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제17권4호
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• pp.72-78
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• 2023

Injection molding is a process widely used in various industries because of its high production speed and ease of mass production during the plastic manufacturing process, and the product is molded by injecting molten plastic into the mold at high speed and pressure. Since process conditions such as resin and mold temperature mutually affect the process and the quality of the molded product, it is difficult to accurately predict quality through mathematical or statistical methods. Recently, studies to predict the quality of injection molded products by applying artificial neural networks, which are known to be very useful for analyzing nonlinear types of problems, are actively underway. In this study, structural optimization of neural networks was conducted by applying multi-task learning techniques according to the characteristics of the input and output parameters of the artificial neural network. A structure reflecting the characteristics of each process step was applied to the input parameters, and a structure reflecting the quality characteristics of the injection molded part was applied to the output parameters using multi-tasking learning. Building an artificial neural network to predict the three qualities (mass, diameter, height) of injection-molded product under six process conditions (melt temperature, mold temperature, injection speed, packing pressure, pacing time, cooling time) and comparing its performance with the existing neural network, we observed enhancements in prediction accuracy for mass, diameter, and height by approximately 69.38%, 24.87%, and 39.87%, respectively.

• Design & Manufacturing
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• 제17권3호
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• pp.48-54
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• 2023

In this study, an injection mold with ultra-small surface properties was manufactured using nanosecond laser processing. A superhydrophobic characteristic analysis was performed on the PET specimen manufactured through this. To this end, a hydrophobic pattern was defined using the Cassie-Baxter model. The defined features were selected with a spot diameter of 25um and pitch spacing of 30um and 35um. As a result of the basic experiment, it was confirmed that the fine pattern shape had an aspect ratio of 1:1 when the pitch interval was 35um and 20 iterations. Through the determined processing conditions, a hydrophobic pattern was implemented on the core surface of KP4. A specimen with a hydrophobic pattern was produced through injection molding. The height of the molded hydrophobic pattern is 20 ㎛ less than the depth of the core and the contact angle measurement results are 92.1°. This is a contact angle smaller than the superhydrophobic criterion. Molding analysis was performed to analyze the cause of this, and it was analyzed that the molding was not molded due to the lack of pressure in the injection machine.

• Design & Manufacturing
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• 제17권4호
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• pp.1-7
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• 2023

In the fabrication of curved multi-display glass for automotive use, the surface roughness of the mold is a critical quality factor. However, the difficulty in detecting micro-cutting signals in a micro-machining environment and the absence of a standardized model for predicting micro-cutting forces make it challenging to intuitively infer the correlation between cutting variables and actual surface roughness under machining conditions. Consequently, current practices heavily rely on machining condition optimization through the utilization of cutting models and experimental research for force prediction. To overcome these limitations, this study employs a surface roughness prediction formula instead of a cutting force prediction model and converts the surface roughness prediction formula into experimental data. Additionally, to account for changes in surface roughness during machining runtime, the theory of position variables has been introduced. By leveraging artificial neural network technology, the accuracy of the surface roughness prediction formula model has improved by 98%. Through the application of artificial neural network technology, the surface roughness prediction formula model, with enhanced accuracy, is anticipated to reliably perform the derivation of optimal machining conditions and the prediction of surface roughness in various machining environments at the analytical stage.

• Design & Manufacturing
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• 제17권4호
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• pp.42-51
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• 2023

In this study, we investigated the injection molding technology of thick-walled light guides, which are parts that control the light source of automotive lamps. Through injection molding analysis, the gate position that can minimize product shrinkage and deformation was selected, and a mold reflecting the analysis results was manufactured to evaluate the effect of injection speed and holding pressure on transferability during micro-pattern molding through experiments. When designing an injection mold for products with varying thicknesses, it was found that installing the gate on the side of the thicker part was advantageous for reducing volume shrinkage and deformation. It was found that the effect of shrinkage due to thickness may be greater than the position of the gate on pattern transferability. The pattern transfer error decreased as the injection speed and holding pressure increased, and it was found that increasing the injection speed was relatively effective.

• 웰빙융합연구
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• 제7권2호
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• pp.49-56
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• 2024

Purpose: Construction sites are currently facing a socialization problem as the incidence of thermal disease-related disasters increases due to summer heat waves, exacerbated by factors like the concentration of middle-aged and older workers and global warming. The reason why construction sites are particularly vulnerable to heat waves is that there are many outdoor work, which is the peculiarity of the construction industry, and most of the construction workers are elderly. This study analyzes disaster statistics of workers at construction sites for five years to investigate the occurrence of thermal diseases and analyze factors through disaster cases to provide basic data for future disasters to be reduced. Research design, data, and methodology: According to the Construction Workers' Mutual Aid Association, as of June, more than 60% of the construction workers working in the field were in their 50s and 60s. More than 24% are in their 60s and older. Thermal diseases caused by heat waves occur when exposed to high heat or strong sunlight for a long time, accompanied by headaches and dizziness. The problem is that many elderly people have underlying diseases, so if they lose consciousness, they cannot easily recover and are likely to die. Results: According to industrial accident statistics, 182 people were injured by heat-related diseases in the summer from 2016 to 2021, of which 29 died. In particular, in the construction industry, which has a lot of outdoor work, 87 people were injured and 20 people died. Conclusions: In order to prevent heat diseases caused by outdoor work, it is emphasized that exposure time is controlled, and sufficient rest and hydration are essential. Rest, water, and shade are in line with the three principles.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.14-20
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• 2018

전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 배출가스가 없어 친환경 차량을 대표하지만, 장착된 축전지에 충전된 전기로 구동되기 때문에, 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 전지의 에너지 밀도에 의해 좌우된다. 따라서 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬이온 전지가 전기자동차용 전지로 유력한 후보이다. 리튬이온 전지의 효율을 지배하는 중요한 구성품은 전극이므로 전극 제조공정은 리튬이온 전지 전체 생산 공정에서 중요한 역할을 한다. 특히 전극의 제조 공정 중 코팅 공정은 성능에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 공정이다. 본 논문에서는 전극 제조에서 코팅 공법의 효율성 및 생산성 증대를 위한 혁신적인 공정을 제안하고, 장비 설계 방법 및 개발 결과에 대하여 기술하였다. 구체적으로, 극판 핵심 코팅 품질 25% Upgrade 기술, 제품 고출력/고용량화 에 따른 조립 마진 감소 대응 가능 기술, 그리고 제품 용량 품질 및 조립 공정 수율 향상 기술들에 대한 설계 절차 및 개발방법을 제시하였다. 결과로 리튬이온 배터리의 셀의 제품 수명 개선 효과를 확보 하였다. 기존의 코팅 공정과 비교할 때 양극 용량 유지 위해 Target Loading Level 유지, 산포를 향상시켰다(${\pm}0.4{\rightarrow}{\pm}0.3mg/cm^2r$감소).

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권5호
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• pp.71-79
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• 2010

본 논문은 LLC 공진 제어 IC(Integrated Circuit) 설계에 관한 것이다. LLC 공진 제어 IC는 DC/DC 변환하기 위해서 외부의 공진 회로에 입력되는 주파수를 조정하여 트랜스포머를 통해서 2차 측의 출력 전압을 조정한다. 공진회로에 펄스를 공급하기 위한 클럭 생성기가 내장되어 있고, 클럭 주파수는 외부 저항을 사용하여 튜닝이 가능하다. 또한 외부 피드백 입력되는 전압을 이용해 주파수 조정이 가능하도록 VCO(Voltage Controlled Oscillator) 기능을 내장하였다. 동작의 신뢰성을 높이고 회로를 보호하기 위해서 UVLO(Under Voltage Lock Out), brown out, fault detector의 보호회로를 내장하였고, 입력 커패시턴스가 큰 용량의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)를 구동하기 위해서 높은 전압, 전류의 제공이 가능한 HVG(High Side Driver), LVG(Low Side Driver) 드라이버 회로를 내장하였다. LLC 공진 제어 회로를 하나의 칩으로 구현하여 LLC 공진 회로를 제어하는데 있어 필요한 회로들을 설계하였다. 설계한 LLC 공진 제어 IC는 0.35 um 2P3M BCD 공정으로 제작하였다. 칩의 면적은 $1400um{\times}1450um$ 이고, 5V, 15V 두 가지의 전원 전압을 사용한다.

• 한국가스학회지
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• 제20권4호
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• pp.78-84
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• 2016

대용량 알루미늄 라이너의 제작을 위해 역 드로잉 공정을 적용하였고, 최적의 역 드로잉 공정 설계에 대한 연구를 수행하였다. $350^{\circ}C$의 어닐링된 Al6061의 인장시험 및 해석을 수행하여 라이너 성형 해석을 위한 대변형률에서의 유동응력 및 연성파괴지수를 구하였다. 역드로잉 공정의 유한요소해석을 수행하여 금형의 형상, 블랭크 홀딩력, 드로잉비, 금형간의 간격, 부분가열영향에 대해 분석하였다. 유한요소해석을 통해 주름 및 파단을 방지하는 최적의 조건을 도출하여 시제품을 제작하였으나, 드로잉된 컵의 끝부분에서 부분적인 파단이 발생하였다. 하지만 후속공정을 적용하기 위한 충분한 길이가 확보되어 플로우 포밍, 스피닝 공정을 적용하여 최종제품을 제작하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.175-182
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• 2017

본 와이어 본딩은 발광 다이오드의 패키징 공정에서 매우 중요한 공정으로 금 와이어를 이용하여 발광 다이오드 칩과 리드 프레임을 연결함으로써 다음 공정에서의 전기적 작동을 가능하게 한다. 와이어 본딩 공정은 얇은 금속선을 연결하는 공정으로 열 압착 본딩(thermo compression bonding)과 초음파 본딩(ultra sonic bonding)이 있다. 일반적인 와이어 본딩 공정은 LED 칩 상부 전극 부위에 볼 모양의 본딩을 진행하는 1st ball bonding 공정, loop를 형성하여 다른 전원 연결부위로 wire를 늘어뜨리는 looping 공정, 다른 전극 부위 상부에 stitch를 형성하여 bonding 하는 2nd stitch bonding으로 구분된다. 본 논문에서는 발광 다이오드 다이 본딩 공정에 영향을 주는 다양한 공정 변수에 대하여 분석을 수행하였다. 그리고 반응 표면 분석법을 통하여 Zener 다이오드 칩과 PLCC 발광 다이오드 패키지 프레임을 연결하는 공정 최적화 결과를 도출하였다. 실험 계획법은 5인자, 3수준에 대하여 설정하였으며 4가지 반응에 대하여 인자를 분석하였다. 결과적으로 본 연구에서는 모든 목표에 맞는 최적 조건을 도출하였다.