• 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.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2019

화력발전소에서 사용되는 급수 가열기 튜브에서는 사용중에 두께 감육이 발생하여 수명이 소진된다. 감육에 의한 파열 우려가 있으면 수명이 종료되는데, 파열조건을 결정하는 튜브 벽의 응력은 내압에 의한 원주방향 응력의 영향이 가장 큰 것으로 알려져 있지만, 튜브 내외부 온도차이에 의한 열응력에 대한 고려 또한 필요하다. 튜브 두께 방향의 온도차이는 열응력을 발생시켜 튜브의 잔여수명을 단축시키는 영향을 준다. 본 논문에서는 급수가열기 내에서 튜브 내표면과 외표면에 온도 차이가 가장 큰 과열저감구역(de-superheating zone)을 대상으로 열응력을 연구하였다. 원주방향으로 균일하게 감육된 튜브에서 두께방향의 온도차 때문에 발생하는 원주방향 응력, 반경방향 응력 및 온도분포를 평가하기 위한 해석적 수식을 제시하였다. 제시된 해석식의 정확도와 효과를 검증하기 위해 식으로부터의 계산된 결과를 유한요소해석으로 평가한 정확한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석으로 편심 감육된 튜브에 대한 응력도 평가하였다. 열응력 해석 및 온도 분포 해석에서 대류열전달 계수의 영향을 분석하기 위해 튜브 내표면 및 외표면에 여러 값의 열대류 계수를 적용하여 해석 결과를 비교하였다. 해석 결과 튜브 내표면보다 외표면의 열대류 계수가 응력 발생에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 열하중만 고려된 경우, 균일 감육과 편심 감육 상태 모두에서 원주방향 응력이 반경방향 응력보다 크게 평가되었다.

• Composites Research
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• 제22권5호
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• pp.37-42
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• 2009

온도, 수분 및 자외선과 같은 자연환경을 모사할 수 있는 가속노화시험장치를 적용하여 복합적인 환경인자에 노출된 탄소섬유/에폭시 복합재의 열분석 특성과 화학구조분석을 수행하였다. 복합적인 환경인자의 최대 노출시간은 3000시간으로 노출시간에 따른 복합재의 열분석 특성과 화학구조는 Modulated DSE와 FTIR을 통해 조사하였다. Modulated DSC 시험을 통한 연우-결과에 따르면 노출시간이 증가할수록 복합재 내에 치밀한 망사 구조가 형성되어 유리전이온도는 증가함을 알 수 있었다. 또한 노출시간이 증가할수록 복합재의 특성에 영향을 미치는 물리시효가 발생하여 엔탈피 완화현상을 나타내는 흡열 피크가 관찰되었다. 아울러 FTIR 시험을 통해 관찰된 피크의 위치는 노출시간에 큰 영향을 받지 않지만 피크의 세기는 노출시간이 증가할수록 에폭시기에 발생되는 경화 반응으로 인해 점차 감소함을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권1호
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• pp.30-41
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• 2006

This paper shows mechanical Properties and behaviors of macrostructures for specimens welded by F.S.W according to welding conditions and tool dimensions with $6.35mm_t$ aluminum 7075-T651 alloy plate. It apparently results in defect-free weld zone in case transition speed was changed to 15mm/min 61mm/min and 124mm/min under conditions of tool rotation speed such as 800rpm. 1250rpm and 1600rpm respectively with tool's Pin diameter 40mm and 60mm. The optimum mechanical property, ultimate stress,${\sigma}_Y=470Mpa$ is obtained at the condition of 124mm/min of travel speed with 800rpm of tool rotation speed using full screw type pin. shoulder dia. $20{\phi}mm$ pin dia. $6{\phi}mm$ and pin length 6mm. The full-screw type and the half-screw type pin shows the similar behaviors of weldability. It is found that the size of nugget is depended on tool transition speed and tool dimension by macrostructures of the cross section of weld zone.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.348-358
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• 2005

This paper showed mechanical properties and behaviors of macrostructures for specimens welded by F.S.W according to welding conditions and tool with 6.35$mm_t$ aluminum 7075-T651alloy plate. It resulted in defect-free weld zone in case tool rotation speed was 800rpm, 1250rpm and 1600rpm respectively that transition speed was changed to 15mm/min, 61mm/min and 124mm/min with tool's pin diameter 4${\Phi}$mm and 6${\Phi}$mm. The optimum mechanical property, ultimate stress,${\sigma}_Y$=470Mpa was obtained at the condition of 124mm/min of travel speed with 800rpm of tool rotation speed using full screw type pin, shoulder dia. 20${\Phi}$mm, pin dia.6${\Phi}$mm and pin length 6mm. The full-screw type and the half-screw type pin showed the similar behaviors of weldability. It is found that the size of nugget was depended on tool transition speed and tool dimension by macrostructures of the cross section of weld zone.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.155-162
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• 1990

원유나 각종 석유 제품을 취급하는 구조물 또는 설비들의 부식 균열현상은 이미 오래 전부터 보 고되어 왔으며, 이는 주로 석유나 LPG 등에 포함되어 있는 H/SUB 2/S에 의한 황화물 응력부식 (SSCC:sulfide stress corrosion cracking)으로 널리 알려져 있다(1,2). SSCC에 의한 균열 현상은 일반 저강도 철강재에서는 발생하지 않으며 주로 항복강도가 500MPa 이상의 강재에서 많이 나타 난다. 특히, 구조물이나 설비제작 과정에서 반드시 있게되는 용접부는 SSCC에 아주 민감한 부분 으로써, 대부분의 SSCC 균열이 용접 열영향부(HAZ:heat affected zone)에서 나타나고 있다. 이는 용접부의 미세조직이 모재와 달라 국부적으로 높은 경도를 갖는 부분이 있기도 하고, 또한 운전 조건으로는 만족되지 않는 응력부식 조건이 용접 잔류응력에 의해 만족될 수 있기 때문이기도 하다. 본 글에서는 이러한 SSCC에 의한 균열 특성을 SSCC기구 (SSCC mechanism)와 함께 석유화학 설비재료로 많이 사용되는 철강재를 대상으로 고찰해 보고자 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2001년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.140-142
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• 2001

항공기의 제트 엔진을 비롯하여 육상용 발전기, 선박용 엔진, 로켓 엔진 등에 널리 사용되는 터빈 블레이드를 포함한 고온용 가스터빈 부품은 최대 온도 120$0^{\circ}C$ 이상의 고온에 노출되어 가혹한 기계적 응력을 받는 동시에 고온에서의 표면 안정성이 요구되므로 초내열 니켈 합금(superalloy), 티타늄 합금, 내열강 등의 고온강도가 우수한 합금이 사용된다. 그런데 합금성분이 많이 첨가된 내열 합금을 용접하는 경우, 미세균열, 용접부의 기계적 성질의 저하, 용접열영향부의 내식성과 내산화성의 저하, 용접외부 결함에 의한 피로강도 저하 등의 문제가 발생하므로 이를 해결해야 한다. 본고에서는 생산성과 용접품질이 우수한 고밀도 에너지빔 용접의 적용 현황에 관하여 고찰코자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.41.1-41.1
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• 2009

최근 금형은 자동차뿐만 아니라 여러 산업에서 필수적이며 제품의 품질은 물론 제조원가에 막대한 영향을 미친다. 이러한 금형은 침탄, 질화, 고주파담금질등에 의해 표면처리 되어져 왔으나, 이와 같이 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하기 때문에 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비 문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리로서 레이저 표면처리 방법이 대두되고 있으며, 레이저 표면처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(Self-quenching)됨으로서 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 표면처리법이다. 이와 같이 레이저를 이용한 표면처리로 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL(High Power Diode Laser)를 이용한 고효율, 고기능 금형 표면처리 후 재료적 물성을 평가하고자 한다. 평가방법은 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 표면처리부, 열영향부 그리고 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직 변화를 관찰하였다. 또한 조사속도 및 온도변화에 대해 경화깊이를 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.901-906
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• 2016

본 논문은 두께 10 mm의 조선용 강판 AH36에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 사용하여 원패스 관통용접을 실시함으로써 실제 조선 산업에서의 생산성 향상을 목적으로 연구되었다. 10 mm두께의 후판을 사용하였기 때문에 관통용접을 얻기 위해서는 더욱 높은 레이저 및 아크의 출력이 요구되었다. 그러나 보다 더 증가된 레이저 및 아크 출력의 사용은 비드 양단에 언더컷과 같은 결함을 야기하였다. 이러한 언더컷은 노치로 작용하여 용접 구조물의 강도를 약화시키므로 반드시 방지되어야하며, 본 실험에서는 아크의 변수인 용접 전압 및 펄스컬렉션을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 용접된 시험편의 기계적 특성을 파악하기 위해 레이저 영역 및 아크 영역에 대해 경도 측정을 실시하였다. 그 결과, 열영향부는 조직의 변태로 인해 최대 경도가 용접부보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 미세조직 관찰 결과, 열영향부는 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경한 조직으로 구성되어 있는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.267-273
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• 2013

막충진재(film fill)를 갖는 냉각탑용 팬의 효율적인 운전조건을 제시하기 위하여, Merkel의 이론을 바탕으로 한 종전의 최적 총연간비용 모델을 사용하여 입구 물온도와 열부하에 따른 최소팬동력을 구하는 프로그램이 새로이 개발되었으며, 냉각탑의 설계 맵이 본 연구로부터 제시되었다. 전형적인 예들을 통하여 본 프로그램의 타당성이 입증되었다. 주어진 열부하에서 이들 팬동력(z 축)-공기질량플럭스(x 축, 최소팬동력 존재)-입구물온도(y 축, 최소팬동력의 최대값 존재)의 3차원 그래프는 말안장 형상으로 나타났다. 최소팬동력들은 열부하에 따라 증가하였다. 따라서, '고온수 유입과 저유량의 공기로 작동' 될 때가 항상 최소팬동력 조건이 아니며, '주어진 입구물온도에 대하여 최소팬동력에 대응하는 최적의 공기질량플럭스가 (열부하와 무관하게) 존재한다'는 사실이 본 연구결과로부터 밝혀졌다.