• 제목/요약/키워드: elastic substrate

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신축성 전자패키징용 강성도 국부변환 polydimethylsiloxane 기판의 탄성계수 (Elastic Modulus of Locally Stiffness-variant Polydimethylsiloxane Substrates for Stretchable Electronic Packaging Applications)

  • 오현아;박동현;한기선;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.91-98
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    • 2015
  • 신축성 전자패키징에 응용하기 위해 강성도가 서로 다른 polydimethylsiloxane 탄성고분자인 Sylgard 184와 Dragon Skin 10을 사용하여 섬(island) 구조가 삽입된 강성도 국부변환 신축성 기판을 형성한 후, 강성도 국부변환부의 폭에 따른 기판의 탄성계수를 분석하였다. 기판 기지로는 탄성계수가 0.09 MPa인 Dragon Skin 10을 사용하였으며, 기판 기지 내에 삽입되는 강성도 국부변환부는 탄성계수가 2.15 MPa인 Sylgard 184로 형성하였다. 신축성 기판의 형상은 길이 6.5 cm, 두께 0.4 cm, 폭 2.5 cm이었으며, 중앙부에 길이 4 cm, 두께 0.2 cm, 폭 0.5~1.5 cm인 강성도 국부변환부를 삽입하였다. 폭 0.5 cm의 Sylgard 184를 Dragon Skin 10에 삽입함에 따라 기판의 탄성계수가 0.09 MPa에서 0.16 MPa로 증가하였다. Sylgard 184의 폭을 1.0 cm 및 1.5 cm으로 증가시킴에 따라 기판의 탄성계수가 0.18 MPa와 0.2 MPa로 증가하였으며, Sylgard 184 강성도 국부변환부의 폭에 따른 기판 탄성계수의 변화는 등변형률의 Voigt 구조와 등응력의 Reuss 구조를 조합하여 예측한 값과 잘 일치하였다.

섬(Island) 구조로 이루어진 강성도 국부변환 신축성 기판의 변형 거동 (Deformation Behavior of Locally Stiffness-variant Stretchable Substrates Consisting of the Island Structure)

  • 오현아;박동현;신수진;오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.117-123
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    • 2015
  • 신축성 디바이스용 강성도 국부변환 기판기술을 개발하기 위해 강성도가 서로 다른 두 polydimethylsiloxane 탄성고분자를 사용하여 섬(island) 구조로 이루어진 강성도 국부변환 신축성 기판을 형성하고 변형 거동을 분석하였다. 기판 기지로는 탄성계수가 0.09 MPa인 Dragon Skin 10을 사용하였으며, 섬 구조의 강성도 국부변환부는 탄성계수가 2.15 MPa인 Sylgard 184를 사용하였다. 신축성 기판의 형상은 길이 6.5 cm, 두께 0.4 cm, 폭 2.5 cm 이었다. Dragon Skin 10 기지에 폭 1 cm, 길이 1~6 cm인 Sylgard 184의 삽입에 의해 신축성 기판의 탄성계수가 0.09 MPa에서 0.13~0.33 MPa로 증가하였다. 길이 4 cm, 폭 0.5~1.5 cm인 Sylgard 184 강성도 국부변환부를 내재시킴에 따라 신축성 기판의 탄성계수가 0.16~0.2 MPa로 증가하였으며, 길이 2 cm, 폭 0.5~1.5 cm인 강성도 국부변환부를 내재시킴에 따라 탄성계수가 0.142~0.154 MPa로 증가하였다. 신축성 기판의 변형률이 증가함에 따라 Sylgard 184와 Dragon Skin 10의 강도 차이가 현저히 증가하는데 기인하여 강성도 국부변환부의 변형억제 효과가 향상되었다.

Viscoelastic Analysis of an Interface Edge Crack in a Bonded Polymeric Film

  • Lee, Sang-Soon
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.35-39
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    • 2010
  • Interfacial stress singularity induced in an analysis model consisting of the polymeric thin film and the elastic substrate has been investigated using the boundary element method. The interfacial singular stresses between the viscoelastic thin film and the elastic substrate subjected to a uniform moisture ingression are investigated for the case of a small interfacial edge crack. It is assumed that moisture effects are assumed to be analogous to thermal effects. Then, the overall stress intensity factor for the case of a small interfacial edge crack is computed. The numerical procedure does not permit calculation of the limiting case for which the edge crack length vanishes.

SiC 세라믹 하니컴 담체의 탄성 물성치 평가 (Estimation on Elastic Properties of SiC Ceramic Honeycomb Substrate)

  • 조석수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.6106-6113
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    • 2013
  • 가솔린 엔진 차량용 삼원촉매담체는 주로 코제라이트 세라믹으로 제작되는 다공성 부품으로 엔진의 혼합기가 농후한 경우 삼원촉매의 열적 내구성이 급격히 떨어져 설계 내구 수명을 제대로 만족시키지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiC 세라믹 촉매 담체의 내구성 평가에 사용할 기계적 물성치를 유한요소해석으로 구하기 위하여 등가물성평가방법을 이용하여 SiC 세라믹 하니컴 담체의 기계적 물성치를 유한요소해석용 시험편으로 구하였다. MOR과 탄성계수는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 SiC 세라믹 하니컴 담체가 최소 2배와 9.3배 정도 크게 평가되고 있어 SiC 세라믹 하니컴 담체는 코제라이트 세라믹 하니컴 담체에 비하여 높은 구조 강도를 가지고 있다.

Axisymmetric analysis of a functionally graded layer resting on elastic substrate

  • Turan, Muhittin;Adiyaman, Gokhan;Kahya, Volkan;Birinci, Ahmet
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제58권3호
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    • pp.423-442
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    • 2016
  • This study considers a functionally graded (FG) elastic layer resting on homogeneous elastic substrate under axisymmetric static loading. The shear modulus of the FG layer is assumed to vary in an exponential form through the thickness. In solution, the FG layer is approximated into a multilayered medium consisting of thin homogeneous sublayers. Stiffness matrices for a typical homogeneous isotropic elastic layer and a half-space are first obtained by solving the axisymmetric elasticity equations with the aid of Hankel's transform. Global stiffness matrix is, then, assembled by considering the continuity conditions at the interfaces. Numerical results for the displacements and the stresses are obtained and compared with those of the classical elasticity and the finite element solutions. According to the results of the study, the approach employed here is accurate and efficient for elasto-static problems of FGMs.

TiN 박막의 탄소성 유한요소해석 (Elastic-Plastic Finite Element Analysis of TiN Thin Film)

  • 김정실;김석삼
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2001년도 제34회 추계학술대회 개최
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    • pp.331-340
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    • 2001
  • Elastic-Plasitc Finite element analysis is peformed about the TiN coated medium. The normal contact is simulated by a rigid asperity pressing the surface of an elastic-plastic half-surface. The case of a surface film stiffer than the substrate is considered, and general solutions for the subsurface stress and deformation fields are presented for several coating thickness. Additionally, the critical normal loads for deformation in the substrate and coating fracture are calculated when the yield of TiN film follows the Maximum Principal Stress Theory and Von Mises Theory. The results can be subsumed in failure maps for TiN thin film on steel.

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증분 변형 이론을 이용한 반무한체에 접합된 두 탄성층의 좌굴 해석 (Buckling Analysis of Two Elastic Layers Bonded to a Semi-Infinite Substrate Using Incremental Deformation Theory)

  • 정경문;범현규
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.369-374
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    • 2000
  • The buckling of two elastic layers bonded to a semi-infinite substrate under a transverse compressive plane strain is investigated. Incremental deformation theory is employed to describe the buckling behavior of both two isotropic layers and the semi-infinite substrate. The problem is converted to an eigenvalue-eigenvector case, from which the critical buckling strain and the wavelength of the buckled shape are obtained. The results are presented on the effects of the layer geometries and material properties on the buckling behavior.

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Island-Bridge 구조의 강성도 경사형 신축 전자패키지의 유효 탄성계수 및 변형거동 분석 (Analysis on Effective Elastic Modulus and Deformation Behavior of a Stiffness-Gradient Stretchable Electronic Package with the Island-Bridge Structure)

  • 오태성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.39-46
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    • 2019
  • Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 flexible printed circuit board (FPCB)를 island 기판으로 사용하여 island-bridge 구조의 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지를 형성하고, 이의 유효 탄성계수와 변형거동을 분석하였다. 각기 탄성계수가 0.28 MPa, 1.74 MPa 및 1.85 GPa인 soft PDMS, hard PDMS, FPCB를 사용하여 형성한 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지의 유효 탄성계수는 0.58 MPa로 분석되었다. Soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지에서 soft PDMS의 변형률이 0.3이 되도록 인장시 hard PDMS와 FPCB의 변형률은 각기 0.1과 0.003이었다.

Continuous and discontinuous contact problem of a magneto-electro-elastic layer

  • Comez, Isa;Karabulut, Pembe Merve
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제83권1호
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    • pp.67-77
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    • 2022
  • In this study, frictionless continuous and discontinuous contact problems of a magneto-electro-elastic layer in the presence of the body force were discussed. The layer was indented by a rigid cylindrical insulating punch and supported by a rigid substrate without bond. Applying the Fourier integral transform technique, the general expressions of the problem were derived in the presence of body force. Thanks to the boundary conditions, the singular integral equations were obtained for both the continuous and the discontinuous contact cases. Gauss-Chebyshev integration formulas were used to transform the singular integral equations into a set of nonlinear equations. Contact width under the punch, initial separation distance, critical load, separation regions and contact stress under the punch and between the layer, and substrate were given as a result.

Study on the Nonlinear Characteristic Effects of Dielectric on Warpage of Flip Chip BGA Substrate

  • Cho, Seunghyun
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.33-38
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    • 2013
  • In this study, both a finite element analysis and an experimental analysis are executed to investigate the mechanical characteristics of dielectric material effects on warpage. Also, viscoelastic material properties are measured by DMA and are considered in warpage simulation. A finite element analysis is done by using both thermal elastic analysis and a thermo-viscoelastic analysis to predict the nonlinear effects. For experimental study, specimens warpage of non-symmetric structure with body size of $22.5{\times}22.5$ mm, $37.5{\times}37.5$ mm and $42.5{\times}42.5$ mm are measured under the reflow temperature condition. From the analysis results, experimental warpage is not similar to FEA results using thermal elastic analysis but similar to FEA results using thermo-viscoelastic analysis. Also, its effect on substrate warpage is increased as core thickness is decreased and body size is getting larger. These FEA and the experimental results show that the nonlinear characteristics of dielectric material play an important role on substrate warpage. Therefore, it is strongly recommended that non-linear behavior characteristics of a dielectric material should be considered to control warpage of FCBGA substrate under conditions of geometry, structure and manufacturing process and so on.