• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.572-577
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• 1997

This present paper describes a mathematical model of profile elliptical gears, and this model is based on the concepts of envelop theory and conjugate geometry between the blank and the straight-sided rack cutter. The geometric model of the rack cutter includes working regions generating involute curves andd fillets for trocoidal curves, and furthermore the addendum modified coeff,is considered for avoiding undercutting. The addendum modified coeff, is changed linearly along with pitch curves and must be the must be the same absolute value at both major semi-axis and minor semi-axis. If undercutting is at all pronounced, the undercut tooth not only are weakened in strength, but lose a small portion of the involute adjacent to the base circle, then this loss of involute may ncause a serios reduction in the length of contact. A very effective method of avoiding undercutting is to use the so-called profile shifted gearing. Non-undercutting conditon is examined with the change of eccentricity and addendum modefied coeff. in elliptical gears and then the minimum number of tooth is proposed not to gernerate undercutting phenomenon.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권5호
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• pp.85-92
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• 1998

This present paper describes a mathematical model of profile shifted elliptical gears, and this model is based on the concepts of envelope theory and conjugate geometry between the blank and the straight-sided rack cutter. The geometric model of the rack cutter includes working regions generating involute curves and fillets for trocoidal curves, and furthermore the addendum modified coeff. is considered for avoiding undercutting. The addendum modified coeff. is changed linearly along with pitch curves and must be the same absolute value at both major semi-axis and minor semi-axis. If undercutting is at all pronounced, the undercut tooth not only are weakened in strength, but lose a small portion of the involute adjacent to the base circle, then this loss of involute may cause a serious reduction in the length of contact. A very effective method of avoiding undercutting is to use the so-called profile shifted gearing. Non-undercutting condition is examined with the change of eccentricity and addendum modified coeff. in elliptical gears and then the minimum number of tooth is proposed not to gernerate undercutting phenomenon.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.591-602
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• 2020

기존의 전통적인 암석절삭방식의 한계점을 극복하고자 다양한 신개념의 암석절삭메커니즘이 연구되고 있으며, 그 중 언더커팅은 최근 연구가 수행되고 있는 기술이다. 본 논문에서는 언더커팅에 대한 기초연구로서 구동형 언더커팅에 의한 암석절삭메커니즘과 절삭에 관여하는 중요핵심변수들에 대하여 소개하였다. 구동형 언더커팅에 의한 절삭성능을 평가하기 위한 시험시스템을 구축하고 이를 활용하여 주요 핵심변수들을 변화시켜가며 구동형 언더커팅 디스크를 활용한 절삭시험을 수행하였다. 구동형 언더커팅 절삭시험으로부터 획득되는 3방향 커터작용력의 특성을 분석하였으며, ADC의 주요 절삭변수인 선형 이동속도, 법선압입깊이, 편심의 증가에 따라 3방향 커터작용력의 평균값과 최댓값은 모두 선형적으로 증가하는 결과를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.199-209
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• 2021

TBM과 로드헤더로 대표되는 기존의 기계화 암반굴착방식을 보완하고 대체하기 위한 새로운 개념의 암석절삭기법들이 연구되어오고 있다. 이러한 기법들 중 언더커팅 방식은 최근에 연구가 수행되고 있는 방식이다. 언더커팅에서는 기존의 전통적인 암석절삭 방식과 비교하여 보다 많은 절삭변수들이 암석의 절삭메커니즘에 관여한다. 본 논문은 이에 대한 기초연구로 수행되었으며, 언더커팅이 적용된 구동형 디스크, 실험실 스케일의 절삭시험시스템, 시험 방법에 대하여 소개하였다. 또한 본 논문에서 소개된 절삭시험시스템을 이용하여 구동형 언더커팅 디스크의 절삭력을 통해 비에너지를 계산하는 방법을 소개하였으며, 그 결과를 전통적인 암석절삭방식과 비교하여 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.148-156
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• 2019

최근 도심지에서의 터널 및 지하공간 개발에 있어 TBM을 비롯한 다양한 형태의 기계식 굴착장비의 적용이 증가하고 있다. 한편 기존의 전통적인 암석절삭방식에서 변형된 언더커팅방식 적용한 암반의 기계식 굴착공법에 대한 연구가 선진국을 중심으로 수행되어 소개된 바 있다. 따라서 국내에서도 기존의 암반기계굴착에 대한 연구를 지속적으로 수행함과 동시에 최신 기술에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 언더커팅에 대한 기초연구로서 해당 기술의 원리 및 굴착방식에 대한 소개와 더불어 해외 선진 기관들의 연구 현황을 조사하였다. 언더커팅공법은 터널 및 지하공간의 개발을 위한 단독공법으로 적용이 가능할 뿐만 아니라 터널의 확공 및 기존 공간의 확장을 위한 보조공법으로의 활용성도 우수한 것으로 판단되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.359-368
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• 2022

Undercutting using an actuated disc cutter (ADC) involves more complex cutting mechanism than traditional rock cutting does, requiring the application of various new cutting parameters, such as eccentricity, cutter inclination angle, and axis rotational speed. This study presents cutting-edge laboratory-scale testing equipment that allows performing ADC tests. ADC tests were carried out on a concrete block with a specified strength of 20 MPa, using a variety of cutting settings that included penetration depth (p), eccentricity (e), and linear velocity (v). ADC, unlike pick and disc cutting, has a non-linear cutting path with a dynamic cutting direction, requiring the development of a new method for predicting cutting force and specific energy. The influence of cutting parameters to the cutter forces were discussed. The ratio of eccentricity to the penetration depth (e/p) was proposed to evaluate the optimal cutting condition. Specific energy varies with e/p ratio, and exhibits optimum values in particular cases. In general, actuated undercutting may potentially give a more efficient cutting than conventional pick and disc cutting by demonstrating reasonably lower specific energy in a comparable cutting environment.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2000년도 춘계학술대회 논문집 전자세라믹스 센서 및 박막재료 반도체재료 일렉트렛트 및 응용기술
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• pp.112-116
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• 2000

This paper presents anisotropic ethcing characteristics of single-crystal silicon in tetramethylammonium hydroxide(TMAH):isopropyl alcohol(IPA) solutions containing pyrazine. With the addition of IPA to TMAH solutions, etching characteristics are exhibited that indicate an improvement in flatness on the etching front and a reduction in undercutting, but the etch rate on (100) silicon is decreased. The (100) silicon etch rate is improved by the addition of pyrazine. An etch rate on (100) silicon of $0.8\;{\mu}m/min$, which is faster by 13 % than a 20 wt.% solution of pure TMAH, is obtained using 20 wt.% TMAH:0.5 g/100 ml pyrazine solutions, but the etch rate on (100) silicon is decreased if more pyrazine is added. With the addition of pyrazine to a 25 wt.% TMAH solution, variations in flatness on the etching front were not observed and the undercutting ratio was reduced by 30 ~ 50 %.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권3호
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• pp.65-71
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• 1999

광 패키징에서 광섬유와 광전자소자를 정확히 정렬하기 위한 V-groove의 치수 정밀도에 미치는 마스크 재료와 에칭용액의 영향을 연구하였다. PECVD nitride, LPCVD nitride, thermal oxide($SiO_2$)를 마스크재료로 사용하였고 실리콘을 이방성에칭하는 용액으로 KOH(40wt%)용액과 KOH(40wt%)용액에 IPA를 첨가한 용액을 이용하였다. 마스크재료로는 LPCVD nitride가 가장 좋은 선택적에칭특성을 나타내었으며 사용된 마스크재료 중 thermal oxide가 가장 빠른 속도로 에칭되었다. V-groove의 크기 증가는 마스크충 아래로의 undercutting에 의해 생겼는데 이는 주로 (111)면으로의 에칭 때문이었다. KOH(40wt%)용액에서 (111)면의 에칭속도는 0.034 - 0.037 $\mu\textrm{m}$/min로 마스크재료에 관계없이 거의 일정하였다. IPA를 KOH(40wt%)용액에 첨가하면 (100)면과 (111)면의 에칭속도는 모두 감소하지만 (111)면에 대한 (100)면의 에칭속도비는 증가하였다. 그러므로 이런 용액에서 (111)면으로의 에칭에 의한 undercutting현상은 줄어들었으며 V-groove의 크기를 더 정확하게 조절할 수 있었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제2권2호
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• pp.21-25
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• 2001

This paper presents the effect of pyrazine on tetramethylammonium hydroxide (TMAH):isopropyl alcohol (IPA) single-crystal silicon anisotropic etching properties. With the addition of IPA to TMAH solutions, etching characteristics are exhibited an improvement in flatness on the etching front and a reduction in undercutting, but the etch rate on (100) silicon is decreased. The (100) silicon etch rate is improved by the addition of pyrazine. An etch rate on (100) silicon of 0.8 ${\mu}{\textrm}{m}$/min, which is faster by 13% than a 20 wt.% solution of pure TMAH, is obtained using 20 wt.% TMAH: 0.5 g/100 ml pyrazine solutions, but the etch rate on (100) silicon is decreased when more pyrazine is added. With the addition of pyrazine to a 25 wt.% TMAH solution, variations in flatness on the etching front are not observed and the undercutting ratio is reduced by 30~50%. These results indicate that anisotropic etching technology using TMAH:IPA:pyrazine solutions provides a powerful and versatile method for realizing of microelectromechanical systems.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제10권5호
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• pp.481-486
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• 1997

This paper describes the anisotropic etching characteristics of Si in acqueous TMAH/IPA solutions. The etch rates of (100) oriented Si crystal planes decrease with increasing TMAH concentration and IPA concentration. Etchant concentration and etch temperature have a large effect on hillock density. Hillock density strongly increase with lower TMAH concentration and higher etch temperature. The etched (100) planes are covered by pyramidal-shaped hillocks below TMAH 15 wt.%, but very smooth surface is obtained TMAH 25 wt.%. The addition of IPA to TMAH solution leads to smoother surfaces of sidewalls etched planes. Undercutting ratio of pure TMAH solution is much higher than KOH. But, addition of IPA to TMAh the underrcutting ratio reduces by a factor of 3∼4. Therefore, acqueous TMAH/IPA solution is able to use as anisotropic etchant of Si because of full compability with IC fabrication process.