• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권4호
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• pp.11-17
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• 2010

차세대 패키징 기술을 실현하기 위해서는 극복해야 할 기술적인 과제들이 많이 존재한다. 그 중에서 솔더 접합부의 EM에 의한 고장은 오랜전부터 알려진 과제이지만, 고밀도화, 파인핏치화, 발열문제가 심각해지면서 현실적인 문제로 인식되기 시작했다. 더욱이 솔더가 무연화 되면서 다양해진 구성원소들의 영향에 대한 연구가 시작되었다. 지금까지의 연구결과를 종합해보면 Sn-Pb 공정솔더 보다 무연솔더는 EM에 대한 저항성이 강한 것으로 보여진다. 하지만, 무연솔더 접합부에서 발생하는 EM현상에 대해서는 아직 밝혀지지 않은 부분이 많다. 보이드의 핵 생성 및 성장속도와 전기저항의 급격한 변화와의 관계, Sn 결정립의 방향과 전류밀도에 따른 마이그레이션 속도계수와 수명예측기술, 각종 무연솔더와 시험조건에서의 언더필의 효과 등에 관한 다양한 연구가 필요하다. 또한 무연 플립칩 패키지의 총체적인 신뢰성 확보를 위해, EM과 반도체칩 내부배선의 발열에 기인하는 Thermomigraton, 응력에 기인하는 Stress-migration과의 상관관계에 대한 연구도 요구된다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권3호
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• pp.89-93
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• 2020

반도체 패키지의 경박단소화로 인해 발생하는 복잡한 휨 거동은 내부 응력을 발생시켜 박리나 균열과 같은 다양한 기계적인 결함을 야기한다. 이에 따른 수율 감소를 막기 위해 휨 거동을 정확하게 예측하려는 노력은 다양한 측면에서 그 접근이 이루어지고 있다. 이 중 패키지를 구성하는 주 재료인 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 균질한 물질로 취급되어 열에 의한 휨 거동은 전혀 없는 것으로 묘사된다. 그러나 실리콘을 얇게 가공하기 위해서 진행되는 그라인딩과 폴리싱에 의해 상온에서 휨이 발생한다는 사실이 보고되어 있고, 이는 표면에 형성되는 damage layer가 두께 방향으로 불균질함을 발생시키는 것으로부터 기인한다. 이에 본 논문에서는 반도체 패키징 공정 중 최고온 공정 과정인 solder reflow 온도에서 단면 연마된 웨이퍼가 나타내는 휨 거동을 측정하고, 이러한 휨 량이 나타나는 원인을 연마된 면과 그렇지 않은 면의 열팽창계수를 측정함으로써 밝혀내었다. 측정에는 미세 변형률과 형상이 모두 측정 가능한 3차원 디지털 이미지 상관법(Digital Image Correlation; DIC)을 이용하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권3호
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• pp.263-273
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• 1992

핵연료 집합체의 속도분포, 압력강하는 열수력 설계와 안전해석에 중요하다. 본 실험적 연구의 목적은 봉다발 지지 격자 하류에서의 수력학적 혼합을 고찰하는데 있다. 이 연구에서 가압경수로형 5X5 봉다발 부수로의 상세한 수력학적 특성들을 1차익 He-Ne LDV를 이용하여 측정하였다. 축방향 유속, 난류강도와 압력강하를 주로 측정하였고 LDV의 정렬을 조정하여 측방향의 유속, 난류강도, Reynolds 전단응력 등도 역시 측정하였다. 봉다발의 마찰계수와 지지 격자의 손실계수는 측정된 압력 강하로부터 평가하였다. 서로 다른 종류의 지지 격자의 수력학적 혼합성능을 이웃하는 부수로 간에서의 난류 횡류 혼합률을 예측함으로써 고찰할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제7권2호
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• pp.42-47
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• 1988

이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 초음파 C-scan 법에 의하여 층간분리, 기지균열 등의 손상 정도, 크기 및 형태의 판별이 가능하며 충격손상은 주로 섬유의 주축방향으로 성장한다. 2) 복합재료의 인장파괴시 적층구조에 따라 상이한 AE 양상을 나타내며 이 원인은 파괴 mode의 차이에 기인한다. 3) 섬유의 파단은 기지파단의 경우 보다 강력한 AE activity를 나타내며 peak amplitude의 분포를 분석하여 파괴 mode의 해석이 가능하다. 4) 복합재료의 파괴강도는 적층구조, 충격 손상 등에 영향을 받으며 응력파 계수(SWF)의 측정에 의해 정성적 평가가 가능하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1345-1350
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• 2014

본 연구에서는 자동차 판스프링을 대상으로 유리섬유 복합재의 적용을 위한 해석적 방법들을 제시하였다. 즉, 판스프링의 정적거동에 영향을 미치는 복합재 재료의 구성 성분비와 섬유각의 변화 등을 고려한 해석을 수행하였다. GFRP 복합재의 기계적 성질들은 ASTM 표준시험 방법을 따라서 직접 측정하였으며, 역해석 방법을 통해서 섬유와 수지 각각의 직교이방성과 등방성 성질들을 시험결과들로부터 재구성하였다. 다음으로 섬유의 방향과 섬유와 수지의 함유량 비와 같은 주요 재료변수들의 변화에 따른 스프링 계수들의 변화를 분석하였다. 마지막으로 초기 파괴하중을 예측하기 위해서 선형 탄성해석과 파손조건식을 이용해서 점진적 파괴해석을 수행하였으며, 그 결과 최초의 손상부위는 전단응력에 의해 판스프링의 모서리 부위에서 발생하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.55-70
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• 2003

지상형 탄약저장시설은 폭발시 인명과 재산의 피해가 크고 외부공격에 대하여 취약하므로 안전성, 부지확보 및 유지관리에서 유리한 지하탄약고의 개발이 절실하다. 본 연구에서는 폭발시 안전성 및 수불장비의 동선을 고려한 지하탄약고 시설배치와 방폭시설의 국내 설계사례를 소개하였다. ${\bigcirc}{\bigcirc}$지하탄약고는 경암지역에 불연속면의 영향이 적도록 주응력방향과 거의 평행하게 3개소의 저장격실이 배치되도록 설계되었다. 또한 국방부 폭발안전기준을 만족하는 안전거리를 확보하였고, 탄약 수불장비의 동선 시뮬레이션을 통해 시설배치의 적절성을 검증하였다. 방폭시설은 임의 저장격실의 우발적 폭발시 발생하는 최대 폭풍압을 산정하여 연쇄폭발이 발생하지 않도록 인접격실의 보호를 위한 방폭문 및 방폭밸브 등을 설계하였고. 폭풍압의 저감을 위한 병목장치, 파편함정 등의 시설은 구조해석을 통해 국방부 폭발물안전기준을 만족하도록 규격을 결정하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.26-33
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• 2011

최근 지중매설 유리섬유복합관(GRP관)은 유해한 환경에서 뛰어난 성능을 보유하고 있어 하수관거용으로서 사용이 증가 되고 있다. 또한 지중에 매설되어 있는 조건에서 기존의 콘크리트관 등 강성관에 비해 구조적 성능이 뛰어나다. 지중매설 GRP관은 주로 상부에 작용하는 상부토압과 활하중에 의한 압축응력에 의해 원주방향으로 변형이 일어나게 된다. GRP관의 구조적 거동은 매설토와 주변의 지반의 성질에 따라 다르게 설계되어야 한다. GRP관의 설계는 Spangler 의 변형량 계산식을 Watkins에 의해 수정되어 사용되고 있다. 이 연구에서는 Watkins의 관변형 추정식에 GRP관의 재료적 특성을 고려하여 관변형량을 예측하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권5호통권60호
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• pp.613-625
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• 2002

본 연구는 강한 반복하중하에서 강부재가 파괴에 이르는 손상과정을 규명하고, 손상과 관련된 인자들을 이용하여 손상지수를 제시하며, 이와 관련된 해석 기법을 개발하는 것을 목적으로 한다. 제안된 손상평가 방법은 변형이 가장 심하게 집중된 단면에 있어서 국소 변형율의 이력에 초점을 맞추어 유도되었다. 해석모델은 좌굴변형의 발생 방향을 가정한 켄틸레버형 강상자형 부재이다. 파괴에 이르는 중심 압축하중과 일정 압축하중이 가해진 상태에서 반복 제어변위가 작용하는 강부재에 대해 비선형해석을 실시하였다. 본 해석에 적용된 주요 변수는 하중 재하패턴, 강종이다. 각 변수가 파괴모드, 변형능력, 그리고 손상과정에 미치는 영향을 기술하였고, 각각 강종에 따른 파괴 과정을 비교하였다. 그 결과 강한 반복하중하에서의 강부재의 파괴는 국부좌굴에 의해서 결정되고 특히 파괴와 직접적으로 연관성이 있는 국소 소성변형율과 관련되어 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권4호
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• pp.26-32
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• 2010

The purpose of this study is to evaluate the residual stresses at the multi-pass FCA weldment using the finite element analysis (FEA). In order to do it, an H-type specimen was selected as a test specimen. The variable used was in-plane restraint intensity. The temperature distribution at the multi-pass FCA butt weldment was evaluated in accordance with the relevant guidance recommended by the KWJS. The effective conductivity for the weld metal corresponding to each welding pass was introduced to control the maximum temperature below the vaporization temperature of weld metal. The heat flux caused by welding arc was assumed to be applied to the weld metal corresponding to welding pass. With heat transfer analysis results, the distribution of transverse residual stresses was evaluated using the thermo-mechanical analysis and compared with the measured results by XRD and uniaxial strain gage. In thermo-mechanical analysis, the plastic strain resetting at the temperature above melting temperature of $1450^{\circ}C$ was considered and the weld metal and base metal was assumed to be bilinear kinematics hardening continuum. According to the comparison between FEA and experiment, transverse residual stresses at the multi-pass FCA butt weldment obtained by FEA had a good agreement with the measured results, regardless of in-plane rigidity. Based on the results, it was concluded that thermo-mechanical FE analysis based on temperature distribution calculated in accordance with the KWJS’s guidance could be used as a tool to predict the distribution of residual stress of the multi-pass FCA butt weldment.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.